KR102542850B1 - Antibacterial nonwoven polyamide with zinc content - Google Patents

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스콧 이 오스본
와이-싱 융
알버트 오르테가
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Abstract

본 발명은, 부직 폴리아미드 섬유 내에 분산된 4000ppm 미만의 아연; 및 2000ppm 미만의 인을 포함하는 부직 폴리아미드 섬유를 포함하는, 항균 특성을 갖는 부직 폴리아미드 구조체에 관한 것이다. 상기 섬유는 25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖고; 상기 폴리아미드 구조체는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낸다.less than 4000 ppm zinc dispersed in non-woven polyamide fibers; and non-woven polyamide fibers comprising less than 2000 ppm phosphorus. the fibers have an average fiber diameter of less than 25 microns; The polyamide structure exhibits a Staphylococcus aureus reduction of greater than 90% as measured by ISO 20743-13.

Figure R1020217022321
Figure R1020217022321

Description

아연 함량을 갖는 항균 부직 폴리아미드Antibacterial nonwoven polyamide with zinc content

본 발명은 영구 항균(antimicrobial) 특성을 갖는 부직 폴리아미드에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 특유한 항균 성분(들)을 포함하는 항균 부직 폴리아미드에 관한 것이다.The present invention relates to a non-woven polyamide having permanent antimicrobial properties. In particular, the present invention relates to an antimicrobial nonwoven polyamide comprising a unique antimicrobial component(s).

관련 출원에 대한 상호 참조CROSS REFERENCES TO RELATED APPLICATIONS

본 출원은 2018 년 12 월 18 일에 출원된 미국 가특허 출원 제 62/781,233 호에 관한 것이고 이의 우선권을 주장하며, 이는 본원에 참고로 인용된다.This application is related to and claims priority to US Provisional Patent Application Serial No. 62/781,233, filed on December 18, 2018, which is incorporated herein by reference.

항균 특성을 갖는 직물에 대한 관심이 증가하고 있다. 일부 경우, 직물에 항균 특성을 부여하기 위해 섬유에 많은 처리 또는 코팅이 적용된다. 구리, 은, 금 또는 아연을 개별적으로 또는 조합하여 포함하는 화합물은 박테리아, 몰드(mold), 밀듀(mildew), 바이러스, 포자(spore) 및 균류(fungus)와 같은 병원균을 효과적으로 퇴치하기 위해 이러한 적용례에 사용되었다.There is increasing interest in fabrics with antibacterial properties. In some cases, a number of treatments or coatings are applied to the fabric to impart antibacterial properties to the fabric. Compounds containing copper, silver, gold or zinc individually or in combination are useful in this application to effectively combat pathogens such as bacteria, mold, mildew, viruses, spores and fungus. was used in

이러한 유형의 항균 섬유 및 직물은 특히 헬스케어, 접객(hospitality), 군사 및 체육을 포함한 많은 산업에서 사용될 수 있다. 그러나, 기존의 항균 섬유 및 직물은 이러한 적용례의 다른 많은 요건을 충족하는 데 어려움이 있다. 또한, 많은 공지의 항균 직물은 충분한 항균 특성을 가지고 있지 않으며, 사용되는 제품의 수명 동안 이러한 특성을 유지하지 않는다. 일부 경우, 항균 첨가제가 직물에서 침출되어 환경에 악영향을 미칠 수 있다.Antimicrobial fibers and fabrics of this type can be used in many industries, including healthcare, hospitality, military and athletics, among others. However, existing antimicrobial fibers and fabrics have difficulty meeting the many other requirements of these applications. In addition, many known antimicrobial fabrics do not have sufficient antimicrobial properties and do not retain these properties over the lifetime of the product in which they are used. In some cases, antimicrobial additives may leach out of the fabric and adversely affect the environment.

예를 들어, 헬스케어 및 접객 산업에서, 특정 직물은 항상 위생적이어야 한다. 이러한 위생 기준을 준수하기 위해, 직물을 매일 세탁하고, 종종 표백을 실시한다. 또 다른 예로, 운동복은 내부 및 외부 요인 둘다로 인해 박테리아가 성장하기 쉬우며, 피부를 통해 전달되는 땀과 박테리아는 의복 섬유에서의 박테리아 성장을 초래할 수 있다. 일부 경우, 이러한 박테리아가 불쾌한 냄새, 얼룩, 직물 열화(deterioration), 심지어 피부 알레르기 및 피부 감염과 같은 물리적 자극을 초래한다. 따라서, 많은 적용례에서, 반복되는 사용 및 세척 사이클이 매우 일반적이다. 불행히도, 종래의 직물은 반복 사용 및/또는 세탁 사이클 동안 열화되고 항균 특성을 잃는 것으로 밝혀졌다.For example, in the healthcare and hospitality industries, certain fabrics must always be hygienic. To comply with these hygiene standards, fabrics are washed daily and often bleached. As another example, athletic apparel is prone to bacterial growth due to both internal and external factors, and sweat and bacteria transported through the skin can lead to bacterial growth in the fabric of the garment. In some cases, these bacteria cause unpleasant odors, stains, fabric deterioration, and even physical irritation such as skin allergies and skin infections. Thus, in many applications, repeated use and cleaning cycles are very common. Unfortunately, conventional fabrics have been found to deteriorate and lose their antimicrobial properties during repeated use and/or washing cycles.

종래의 항균 얀(yarn) 및 직물의 일례로서, 미국 특허 제 6,584,668 호는 얀 및 텍스타일 직물에 적용되는 내구성 있는 비-전도성 금속 처리를 개시한다. 내구성 있는 비-전도성 금속 처리는 얀 및 텍스타일 직물에 적용되는 코팅 또는 마감재이다. 금속 처리는 은 및/또는 은 이온, 아연, 철, 구리, 니켈, 코발트, 알루미늄, 금, 망간, 마그네슘 등을 포함할 수 있다. 금속 처리는 얀 또는 직물의 외부 표면에 코팅 또는 필름으로서 적용된다.As an example of conventional antimicrobial yarns and fabrics, US Patent No. 6,584,668 discloses a durable non-conductive metal treatment applied to yarns and textile fabrics. Durable non-conductive metal treatments are coatings or finishes applied to yarns and textile fabrics. Metal treatments may include silver and/or silver ions, zinc, iron, copper, nickel, cobalt, aluminum, gold, manganese, magnesium, and the like. The metal treatment is applied as a coating or film to the outer surface of the yarn or fabric.

또한, 미국 특허 제 4,701,518 호에는, 카페트 섬유를 형성하기 위해 물에서 아연 화합물(ZnO)과 인 화합물을 사용하여 제조되는 항균 나일론이 개시되어 있다. 이 공정은 필라멘트 당 18 데니어(dpf)를 갖는 카페트용 나일론 섬유를 생산하며, 통상의 용융 중합에 의해 제조된다. 이러한 카페트 섬유는, 전형적으로 30 마이크론을 훨씬 초과하는 평균 직경을 가지며, 일반적으로 피부에 닿는(next-to-skin) 적용례용으로 적합하지 않다.Also, U.S. Patent No. 4,701,518 discloses an antibacterial nylon made using a zinc compound (ZnO) and a phosphorus compound in water to form carpet fibers. This process produces a carpet nylon fiber with 18 denier per filament (dpf) and is made by conventional melt polymerization. These carpet fibers typically have average diameters well in excess of 30 microns and are generally not suitable for next-to-skin applications.

종래의 중합체 제형, 예를 들어 전술한 나일론 제형은 특히 더 작은 섬유 (및 더 낮은 데니어)가 요구되는 경우, 예를 들어 부직 적용례에서 가공하기 어려운 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 나일론 및 다양한 다른 첨가제를 포함하는 통상의 제형은 더 작은 직경의 섬유를 형성하기 위해 더 높은 다이 압력을 필요로 할 수 있으며, 이는 결국 치명적인 섬유 중단(interruption)을 초래할 수 있다. 일부 경우, 전형적 중합체 제형은, 상대 점도가 너무 높아 효과적으로 가공할 수 없고 조정이 필요할 수 있는 점도를 가지며, 이는 전체 효율을 감소시킬 수 있다.Conventional polymer formulations, such as the aforementioned nylon formulations, are known to be difficult to process, especially when smaller fibers (and lower denier) are required, such as in nonwoven applications. For example, conventional formulations with nylon and various other additives may require higher die pressures to form smaller diameter fibers, which in turn can lead to catastrophic fiber interruption. In some cases, typical polymer formulations have viscosities that are too high for effective processing and may require adjustment, which can reduce overall efficiency.

일부 참고 문헌이 항균 섬유 및 직물의 사용을 교시할 수 있지만, 섬유 강도를 유지하고 가공하기에 여전히 효율적이면서(예를 들어 상대적으로 낮은 점도를 갖고/갖거나 더 낮은 다이 압력을 사용함), 다회 세척 후에 항균 특성을 보유하는 항균 섬유 및 직물에 대한 필요성은 여전히 존재한다.Although some references may teach the use of antibacterial fibers and fabrics, multiple washes while maintaining fiber strength and still being efficient in processing (e.g., having relatively low viscosity and/or using lower die pressures). There is still a need for antimicrobial fibers and fabrics that retain antibacterial properties afterward.

일부 양태에 따르면, 본 발명은, 25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖는 부직 폴리아미드; 상기 부직 폴리아미드 내에 분산된 2000ppm 미만의 아연; 및 2000ppm 미만의 인을 포함하는 영구 항균 특성을 갖는 부직 폴리아미드 조성물에 관한 것으로서, 이때 아연 대 인의 중량비는 적어도 1.3:1, 또는 0.64:1 미만이다. 일부 측면에서, 아연 대 인의 중량비는 적어도 2:1이다. 폴리아미드 조성물의 상대 점도는 10 내지 100, 예를 들어 20 내지 100 범위일 수 있다. 일부 측면에서, 폴리아미드 조성물은 500ppm 미만의 아연을 포함할 수 있다. 폴리아미드 조성물은 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함할 수 있다. 일부 측면에서, 폴리아미드 조성물은 인을 포함하지 않는다. 아연은 산화 아연, 아연 아세테이트, 아연 암모늄 카보네이트, 아연 암모늄 아디페이트, 아연 스테아레이트, 아연 페닐 포스핀산, 아연 피리티온 및/또는 이들의 조합물을 포함하는 아연 화합물을 통해 제공될 수 있다. 일부 측면에서, 아연 화합물은 아연 페닐 포스피네이트 및/또는 아연 페닐 포스포네이트를 포함하지 않는다. 일부 측면에서, 인은, 인산, 벤젠 포스핀산, 벤젠 포스폰산, 차아인산 망간, 차아인산 나트륨, 인산 일 나트륨, 차아인산, 아인산 및/또는 이들의 조합물을 포함하는 인 화합물을 통해 제공된다. 일부 측면에서, 폴리아미드 조성물은 500ppm 미만의 아연을 포함하고, 여기서 상기 폴리아미드 조성물은 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함하고, 상기 폴리아미드 조성물은 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균(Staphylococcus Aureus) 감소를 나타낸다. 일부 측면에서, 폴리아미드는 나일론을 포함하고, 여기서 아연은 아연 산화물 및/또는 아연 피리티온을 통해 제공되고, 폴리아미드 조성물의 상대 점도는 10 내지 100, 예를 들어 20 내지 100의 범위이다. 일부 측면에서, 폴리아미드는 나일론-6,6을 포함하고, 여기서 아연은 산화 아연을 통해 제공되며, 아연 대 인의 중량비는 적어도 2:1이고, 폴리아미드 조성물은 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낸다. 부직은 은, 주석, 구리 및 금, 및 이들의 합금, 산화물 및/또는 조합을 포함하는 하나 이상의 추가의 항균제를 추가로 포함할 수 있다. 부직의 융점은 225℃ 이상일 수 있다. 부직 폴리아미드는 용융 방사, 용액 방사, 원심 방사 또는 전기 방사에 의해 형성될 수 있다. 일부 측면에서, 부직 폴리아미드의 평균 섬유 직경은 1000 나노미터 이하이다. 일부 측면에서, 섬유의 20 % 이하는 700 나노미터 초과의 직경을 갖는다. 일부 측면에서, 폴리아미드는 나일론 66 또는 나일론 6/66을 포함한다. 일부 측면에서, 폴리아미드는 고온 나일론을 포함한다. 일부 측면에서, 폴리아미드는 N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, 및/또는 N12를 포함하고, 여기서 "N"은 나일론을 의미한다. 일부 측면에서, 부직 폴리아미드는 600 CFM/ft2 미만의 공기 투과성 값을 갖는다. 일부 측면에서, 부직 폴리아미드는 200 GSM 이하의 평량을 갖는다.According to some embodiments, the present invention provides a nonwoven polyamide having an average fiber diameter of less than 25 microns; less than 2000 ppm zinc dispersed in the nonwoven polyamide; and less than 2000 ppm phosphorus, wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 1.3:1, or less than 0.64:1. In some aspects, the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 2:1. The relative viscosity of the polyamide composition may range from 10 to 100, for example from 20 to 100. In some aspects, the polyamide composition can include less than 500 ppm zinc. The polyamide composition may include a matting agent comprising at least a portion of the phosphorus. In some aspects, the polyamide composition is free of phosphorus. Zinc may be provided via zinc compounds including zinc oxide, zinc acetate, zinc ammonium carbonate, zinc ammonium adipate, zinc stearate, zinc phenyl phosphinic acid, zinc pyrithione, and/or combinations thereof. In some aspects, the zinc compound does not include zinc phenyl phosphinate and/or zinc phenyl phosphonate. In some aspects, phosphorus is provided via a phosphorus compound comprising phosphoric acid, benzene phosphinic acid, benzene phosphonic acid, manganese hypophosphite, sodium hypophosphite, monosodium phosphate, hypophosphorous acid, phosphorous acid, and/or combinations thereof. In some aspects, the polyamide composition comprises less than 500 ppm zinc, wherein the polyamide composition comprises a matting agent comprising at least a portion of the phosphorus, wherein the polyamide composition comprises 90% as measured by ISO 20743-13. More than Staphylococcus aureus ( Staphylococcus Aureus ) Represents a reduction. In some aspects, the polyamide comprises nylon, wherein the zinc is provided via zinc oxide and/or zinc pyrithione, and the polyamide composition has a relative viscosity ranging from 10 to 100, such as from 20 to 100. In some aspects, the polyamide comprises nylon-6,6, wherein the zinc is provided via zinc oxide, the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 2:1, and the polyamide composition has a weight ratio of 90 as measured by ISO 20743-13. % or greater Staphylococcus aureus reduction. The nonwoven may further comprise one or more additional antimicrobial agents including silver, tin, copper and gold, and alloys, oxides and/or combinations thereof. The melting point of the nonwoven may be above 225°C. Nonwoven polyamides may be formed by melt spinning, solution spinning, centrifugal spinning or electrospinning. In some aspects, the average fiber diameter of the nonwoven polyamide is 1000 nanometers or less. In some aspects, no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 700 nanometers. In some aspects, the polyamide includes nylon 66 or nylon 6/66. In some aspects, the polyamide includes high temperature nylon. In some aspects, polyamide includes N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, and/or N12, where "N" refers to nylon. . In some aspects, the nonwoven polyamide has an air permeability value of less than 600 CFM/ft 2 . In some aspects, the nonwoven polyamide has a basis weight of 200 GSM or less.

일부 양태에서, 본 발명은, 부직 폴리아미드 섬유 내에 분산된 4000ppm 미만의 아연, 예를 들어 3200ppm 미만, 또는 3100ppm 미만의 아연; 및 2000ppm 미만의 인을 포함하는 부직 폴리아미드 섬유를 포함하며 항균 특성을 갖는, 예를 들어 나일론 66 또는 나일론 6/66과 같은 부직 폴리아미드 구조체에 관한 것이다. 섬유는, 25 마이크론 미만, 예를 들어 20 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖는다. 폴리아미드 구조체는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낸다. 아연과 인의 중량비는 적어도 1.3:1, 또는 0.64:1 미만일 수 있다. 폴리아미드 조성물의 상대 점도는 100 미만일 수 있다. 구조체 및/또는 섬유는 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함할 수 있다. 부직 폴리아미드는 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사될 수 있다. 일부 경우, 섬유의 20 % 이하가 700 나노미터 초과의 직경을 갖는다. 항균 섬유는 염료 욕 시험으로 측정시 70 % 초과의 아연 보유율을 가질 수 있다.In some embodiments, the present invention provides less than 4000 ppm zinc, for example less than 3200 ppm, or less than 3100 ppm zinc dispersed in the nonwoven polyamide fibers; and non-woven polyamide fibers comprising less than 2000 ppm phosphorous and having antimicrobial properties, such as nylon 66 or nylon 6/66. The fibers have an average fiber diameter of less than 25 microns, such as less than 20 microns. The polyamide structure exhibits Staphylococcus aureus reduction of greater than 90% as measured by ISO 20743-13. The weight ratio of zinc to phosphorus may be at least 1.3:1, or less than 0.64:1. The relative viscosity of the polyamide composition may be less than 100. The structure and/or fibers may include a matting agent comprising at least a portion of the phosphorus. Non-woven polyamides may be melt spun, spin bonded, electrospun, solution spun or centrifugally spun. In some cases, no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 700 nanometers. Antimicrobial fibers can have a zinc retention greater than 70% as measured by the dye bath test.

일부 양태에서, 본 발명은, 영구 항균 특성을 갖는 항균 부직 폴리아미드 구조체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 단량체 수용액을 임의적으로 포함하는 전구체 폴리아미드를 제조하는 단계; 상기 전구체 폴리아미드 내부에 4000ppm 미만의 아연을 분산시키는 단계; 상기 전구체 폴리아미드 내부에 2000ppm 미만의 인을 분산시키는 단계; 상기 전구체 폴리아미드를 중합하여 폴리아미드 조성물을 형성하는 단계; 상기 폴리아미드 조성물을 방사하여 항균 폴리아미드 섬유를 형성하는 단계; 및 상기 항균 폴리아미드 섬유를 25 마이크론 미만의 섬유 직경을 갖는 항균 부직 구조체로 형성하는 단계를 포함한다. 항균 섬유는, 염료 욕 시험으로 측정시 70 % 초과의 아연 보유율을 가질 수 있다. 아연 대 인의 중량비는 적어도 1.3:1, 또는 0.64:1 미만일 수 있다. 폴리아미드는, 다이를 통해 고속 가스 스트림으로 용융 취입함으로써 용융 방사될 수 있다. 부직 폴리아미드는 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사될 수 있다. 부직은, 섬유로 용융 방사되고 상기 부직으로 형성되는 나일론 66 폴리아미드를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 섬유의 20 % 이하는 25 마이크론 초과의 직경을 갖는다.In some aspects, the present invention relates to a method of making an antimicrobial nonwoven polyamide structure having permanent antimicrobial properties, the method comprising preparing a precursor polyamide optionally comprising an aqueous monomer solution; dispersing less than 4000 ppm zinc within the precursor polyamide; dispersing less than 2000 ppm phosphorus within the precursor polyamide; polymerizing the precursor polyamide to form a polyamide composition; spinning the polyamide composition to form antimicrobial polyamide fibers; and forming the antimicrobial polyamide fibers into an antimicrobial nonwoven structure having a fiber diameter of less than 25 microns. Antimicrobial fibers can have a zinc retention greater than 70% as measured by the dye bath test. The weight ratio of zinc to phosphorus may be at least 1.3:1, or less than 0.64:1. Polyamide can be melt spun by melt blowing with a high velocity gas stream through a die. Non-woven polyamides may be melt spun, spin bonded, electrospun, solution spun or centrifugally spun. The nonwoven may include a nylon 66 polyamide melt spun into fibers and formed into the nonwoven, wherein no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 25 microns.

일부 양태에 따르면, 본 발명은, 25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖는 부직 폴리아미드; 상기 부직 폴리아미드 내에 분산된 2000ppm 미만의 아연; 및 2000ppm 미만의 인을 포함하는 영구 항균 특성을 갖는 항균 섬유에 관한 것이다. 일부 측면에서, 아연 대 인의 중량비는 적어도 1.3:1; 또는 0.64:1 미만이다. 일부 측면에서, 아연 대 인의 중량비는 적어도 2:1이다. 일부 측면에서, 섬유는 평균 직경이 20 마이크론 미만이다. 부직 폴리아미드는 500ppm 미만의 아연을 포함할 수 있다. 부직 폴리아미드는 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함할 수 있다. 항균 섬유는 염료 욕 시험으로 측정시 아연 보유율이 70 % 초과일 수 있다. 아연은 아연 옥사이드, 아연 아세테이트, 아연 암모늄 카보네이트, 아연 암모늄 아디페이트, 아연 스테아레이트, 아연 페닐 포스핀산, 아연 피리티온 및/또는 이들의 조합물을 포함하는 아연 화합물일 수 있다. 인은, 인산, 벤젠 포스핀산, 벤젠 포스폰산, 차아인산 망간, 차아인산 나트륨, 인산 일 나트륨, 차아인산, 아인산 및/또는 이들의 조합물을 포함하는 인 화합물일 수 있다. 부직 폴리아미드는 500ppm 미만의 아연을 포함할 수 있으며, 여기서 중합체는 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함하고, 항균 섬유는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낸다. 부직 폴리아미드는 나일론을 포함할 수 있으며, 여기서 아연은 산화 아연 및/또는 아연 피리티온의 형태로 제공되며, 중합체 수지 조성물의 상대 점도는 10 내지 100, 예를 들어 20 내지 100의 범위이고, 항균 섬유는 염료 욕 시험에 의해 측정시 80 % 초과의 아연 보유율을 갖고, 섬유는 평균 직경이 18 마이크론 미만이다. 부직 폴리아미드는 나일론-6,6을 포함할 수 있으며, 아연은 산화 아연의 형태로 제공되며, 아연 대 인의 중량비는 적어도 2:1이고, 항균 섬유는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타내고, 항균 섬유는 염료 욕 시험으로 측정시 95 % 초과의 아연 보유율을 가지며, 항균 섬유는 평균 직경이 10 마이크론 미만이다. 부직 폴리아미드는 은, 주석, 구리 및 금, 및 이들의 합금, 산화물 및/또는 조합을 포함하는 하나 이상의 추가 항균제를 추가로 포함할 수 있다. 부직의 융점은 225℃ 이상일 수 있다. 부직 폴리아미드는 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사될 수 있다. 일부 측면에서, 부직 폴리아미드의 평균 섬유 직경은 1000 나노미터 이하일 수 있다. 일부 측면에서, 섬유의 20 % 이하는 700 나노미터 초과의 직경을 갖는다. 폴리아미드는 나일론 66 또는 나일론 6/66을 포함할 수 있다. 폴리아미드는 고온 나일론을 포함할 수 있다. 폴리아미드는 N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11 및/또는 N12를 포함할 수 있으며, 여기서 "N"은 나일론을 의미한다. 부직 폴리아미드는 600 CFM/ft2 미만의 공기 투과성 값을 가질 수 있다. 부직 폴리아미드는 200 GSM 이하의 평량을 가질 수 있다. 평량은 ASTM D-3776에 의해 결정되며 GSM(g/m2)으로 보고된다.According to some embodiments, the present invention provides a nonwoven polyamide having an average fiber diameter of less than 25 microns; less than 2000 ppm zinc dispersed in the nonwoven polyamide; and less than 2000 ppm phosphorus. In some aspects, the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 1.3:1; or less than 0.64:1. In some aspects, the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 2:1. In some aspects, the fibers have an average diameter of less than 20 microns. The nonwoven polyamide may include less than 500 ppm zinc. The nonwoven polyamide may include a matting agent comprising at least a portion of the phosphorus. Antimicrobial fibers can have a zinc retention greater than 70% as measured by the dye bath test. Zinc can be a zinc compound including zinc oxide, zinc acetate, zinc ammonium carbonate, zinc ammonium adipate, zinc stearate, zinc phenyl phosphinic acid, zinc pyrithione, and/or combinations thereof. The phosphorus can be a phosphorus compound comprising phosphoric acid, benzene phosphinic acid, benzene phosphonic acid, manganese hypophosphite, sodium hypophosphite, monosodium phosphate, hypophosphorous acid, phosphorous acid, and/or combinations thereof. The nonwoven polyamide may comprise less than 500 ppm zinc, wherein the polymer comprises a matting agent comprising at least a portion of said phosphorus, and wherein the antimicrobial fiber exhibits a Staphylococcus aureus reduction of at least 90% as measured by ISO 20743-13. . The non-woven polyamide may comprise nylon, wherein the zinc is provided in the form of zinc oxide and/or zinc pyrithione, and the polymeric resin composition has a relative viscosity in the range of 10 to 100, such as 20 to 100, and is antimicrobial. The fibers have a zinc retention greater than 80% as measured by the dye bath test, and the fibers have an average diameter of less than 18 microns. The non-woven polyamide may include nylon-6,6, the zinc provided in the form of zinc oxide, a zinc to phosphorus weight ratio of at least 2:1, and the antimicrobial fiber having a weight ratio of at least 90% as measured by ISO 20743-13. Staphylococcus aureus reduction, the antimicrobial fibers have a zinc retention greater than 95% as measured by the dye bath test, and the antimicrobial fibers have an average diameter of less than 10 microns. The nonwoven polyamide may further comprise one or more additional antimicrobial agents including silver, tin, copper and gold, and alloys, oxides and/or combinations thereof. The melting point of the nonwoven may be above 225°C. Non-woven polyamides may be melt spun, spin bonded, electrospun, solution spun or centrifugally spun. In some aspects, the average fiber diameter of the nonwoven polyamide can be 1000 nanometers or less. In some aspects, no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 700 nanometers. Polyamides may include nylon 66 or nylon 6/66. Polyamides may include high temperature nylons. Polyamides may include N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11 and/or N12, where "N" refers to nylon. Nonwoven polyamides can have an air permeability value of less than 600 CFM/ft 2 . The nonwoven polyamide may have a basis weight of 200 GSM or less. Basis weight is determined by ASTM D-3776 and is reported as GSM (g/m 2 ).

일부 양태에 따르면, 본 발명은 영구 항균 특성을 갖는 항균 부직 폴리아미드의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 폴리아미드를 형성하기 위한 단량체 수용액을 제조하는 단계; 상기 단량체 수용액 내에 분산된 1000ppm 미만의 아연을 첨가하는 단계; 2000ppm 미만의 인을 첨가하는 단계; 상기 단량체 수용액을 중합하여 폴리아미드를 형성하는 단계; 상기 폴리아미드를 방사하여 항균 폴리아미드 섬유를 형성하는 단계; 및 상기 항균 폴리아미드 섬유를, 25 마이크론 미만의 섬유 직경을 갖는 항균 부직 폴리아미드로 형성하는 단계를 포함하고, 이때 아연 대 인의 중량비는 적어도 1.3:1, 또는 0.64:1 미만이다. 폴리아미드는 2000ppm 미만의 아연을 포함할 수 있다. 항균 섬유는 염료 욕 시험으로 측정시 아연 보유율이 70 % 이상일 수 있다. 인을 첨가하는 단계는, 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 첨가하는 것을 포함할 수 있다. 폴리아미드는 다이를 통해 고속 가스 스트림으로 용융 취입함으로써 용융 방사될 수 있다. 폴리아미드는 섬유-형성 채널을 통해 가압 가스로 액체 형태로 폴리아미드 조성물을 압출하는 것을 포함하는, 2 상 추진제 가스 방사에 의해 용융 방사될 수 있다. 부직은 무빙(moving) 벨트 상에서 섬유를 수집하여 형성될 수 있다. 일부 측면에서, 부직에서의 폴리아미드의 상대 점도는, 부직을 방사 및 형성하기 전의 폴리아미드와 비교하여 감소될 수 있다. 일부 측면에서, 부직에서의 폴리아미드의 상대 점도는, 부직을 방사 및 형성하기 전의 폴리아미드와 비교하여 동일하거나 증가된다. 부직은, 용융 방사되어 상기 부직으로 형성되는 나일론 66 폴리아미드를 포함할 수 있으며, 여기서 부직은 TDI가 20ppm 이상이고 ODI가 1ppm 이상이다. 부직은, 섬유로 용융 방사되고 상기 부직으로 형성되는 나일론 66 폴리아미드를 포함할 수 있으며, 여기서 섬유의 20 % 이하는 25 마이크론 초과의 직경을 갖는다. 일부 측면에서, 폴리아미드는 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사된다.According to some aspects, the present invention relates to a method of making an antimicrobial nonwoven polyamide having permanent antibacterial properties, the method comprising preparing an aqueous monomer solution to form a polyamide; adding less than 1000 ppm of zinc dispersed in the aqueous monomer solution; adding less than 2000 ppm phosphorus; polymerizing the aqueous monomer solution to form polyamide; spinning the polyamide to form antimicrobial polyamide fibers; and forming the antimicrobial polyamide fibers into an antimicrobial nonwoven polyamide having a fiber diameter of less than 25 microns, wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 1.3:1, or less than 0.64:1. The polyamide may contain less than 2000 ppm zinc. Antimicrobial fibers may have a zinc retention of greater than 70% as measured by the dye bath test. Adding phosphorus may include adding a matting agent containing at least a portion of the phosphorus. Polyamides can be melt spun by melt blowing with a high velocity gas stream through a die. Polyamides may be melt spun by two-phase propellant gas spinning, which involves extruding the polyamide composition in liquid form with pressurized gas through fiber-forming channels. Nonwovens may be formed by collecting fibers on a moving belt. In some aspects, the relative viscosity of the polyamide in the nonwoven can be reduced compared to the polyamide prior to spinning and forming the nonwoven. In some aspects, the relative viscosity of the polyamide in the nonwoven is the same or increased compared to the polyamide prior to spinning and forming the nonwoven. The nonwoven may include a nylon 66 polyamide that is melt spun and formed into the nonwoven, wherein the nonwoven has a TDI of at least 20 ppm and an ODI of at least 1 ppm. The nonwoven may include a nylon 66 polyamide melt spun into fibers and formed into the nonwoven, wherein no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 25 microns. In some aspects, the polyamide is melt spun, spinbonded, electrospun, solution spun or centrifugally spun.

일부 양태에서, 본 발명은, 25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖는 부직 폴리아미드 섬유; 및 상기 부직 폴리아미드 섬유 내에 분산된 4000ppm 미만의 아연을 포함하는, 항균 특성을 갖는 부직 폴리아미드 구조체에 관한 것이다. 폴리아미드 조성물은 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낼 수 있다.In some embodiments, the present invention provides nonwoven polyamide fibers having an average fiber diameter of less than 25 microns; and less than 4000 ppm zinc dispersed within the non-woven polyamide fibers. The polyamide composition can exhibit greater than 90% Staphylococcus aureus reduction as measured by ISO 20743-13.

일부 양태에서, 본 발명은, 항균 특성을 갖는 항균 부직 폴리아미드 구조체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 폴리아미드, 상기 폴리아미드 내에 분산된 4000ppm 미만의 아연 및 상기 폴리아미드 내에 분산된 2000ppm 미만의 인을 포함하는 폴리아미드를 포함하는 제형을 제조하는 단계; 상기 제형을 방사하여 섬유 직경이 25 마이크론 미만인 항균 폴리아미드 섬유를 형성하는 단계; 및 상기 항균 폴리아미드 섬유를 항균 부직 폴리아미드 구조체로 형성하는 단계를 포함한다. 섬유는 275 psig 미만의 다이 압력을 사용하여 방사될 수 있다.In some embodiments, the present invention relates to a method of making an antimicrobial nonwoven polyamide structure having antimicrobial properties, the method comprising a polyamide, less than 4000 ppm zinc dispersed in the polyamide and 2000 ppm dispersed in the polyamide. preparing a formulation comprising a polyamide comprising less than phosphorus; spinning the formulation to form antimicrobial polyamide fibers having a fiber diameter of less than 25 microns; and forming the antimicrobial polyamide fibers into an antimicrobial non-woven polyamide structure. Fibers can be spun using a die pressure of less than 275 psig.

본 발명은 도면을 참조하여 하기에서 상세하게 설명되며, 이때 도면에서 유사한 번호는 유사한 부분을 나타낸다.
도 1 및 도 2는, 본 발명과 관련하여 유용한 2-상 추진제-가스 방사 시스템의 개별 개략도이다.
도 3은 50X 배율에서, RV가 7.3인 부직으로 용융 방사된 나노섬유 나일론 66의 현미경 사진이다.
도 4는 8000X의 배율에서, RV가 7.3인 부직으로 용융 방사된 나일론 66의 도 3의 등급의 나노섬유의 현미경 사진이다.
도 5는 본 발명의 양태와 관련된 용융 취입 방법의 개략도이다.
도 6은 100X 배율에서, RV가 36인 나일론 66 나노섬유의 현미경 사진이다.
도 7은 다이 온도의 함수로서 나노섬유 샘플에 대한 열 분해 지수 및 산화 분해 지수 값을 비교하는 그래프이다.
도 8은 미터 펌프 속도의 함수로서 나노섬유 샘플에 대한 열 분해 지수 및 산화 분해 지수 값을 비교하는 그래프이다.
The invention is described in detail below with reference to the drawings, wherein like numbers indicate like parts in the drawings.
1 and 2 are separate schematic diagrams of a two-phase propellant-gas firing system useful in connection with the present invention.
3 is a photomicrograph of nanofiber nylon 66 melt-spun into a nonwoven with an RV of 7.3 at 50X magnification.
FIG. 4 is a photomicrograph of nanofibers of the grade of FIG. 3 of nylon 66 melt spun into a nonwoven with an RV of 7.3 at a magnification of 8000X.
5 is a schematic diagram of a meltblowing process related to an aspect of the present invention.
6 is a photomicrograph of nylon 66 nanofibers with an RV of 36 at 100X magnification.
7 is a graph comparing thermal degradation index and oxidative degradation index values for nanofiber samples as a function of die temperature.
8 is a graph comparing thermal degradation index and oxidative degradation index values for nanofiber samples as a function of meter pump speed.

서설Introduction

상기 논의된 바와 같이, 일부 종래 항균 섬유 및 직물은 병원균을 억제하기 위해 항균 화합물을 이용한다. 예를 들어, 일부 직물은, 국소 처리에 의해 외부 층 상에 필름으로서 적용된 항균 첨가제, 예를 들어 은을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 처리는 종종 직물에서 (신속히) 침출되는 것으로 밝혀졌다. 마찬가지로, 항균 첨가제가 섬유의 성분인 일부 비-코팅 적용례에서, 항균 첨가제는 통상적으로 약 10회 세척 사이클 내에 세척되어 첨가제를 환경으로 침출시키는 것으로 공지되어 있다.As discussed above, some conventional antimicrobial fibers and fabrics utilize antimicrobial compounds to inhibit pathogens. For example, some fabrics may include an antimicrobial additive, such as silver, applied as a film on the outer layer by a topical treatment. However, these treatments have often been found to (quickly) leach out of the fabric. Likewise, in some non-coating applications where the antimicrobial additive is a component of the fabric, it is known that the antimicrobial additive is usually washed in about 10 wash cycles to leach the additive into the environment.

그러나, 개시된 부직 섬유 및 직물은, 유리하게는 의류를 항균성으로 만들기 위한 국소 처리의 필요성을 제거한다. 본 발명의 항균 섬유 및 직물은 "내장(built-in)" 항균 특성을 갖는다. 그리고, 이러한 특성은 상당한 세척 또는 세척 사이클 후에도 유리하게 씻기지 않는다. 또한, 항균 섬유는 견뢰도[변색 또는 번짐(color fading or running)에 대한 재료의 내성과 관련된 특징] 및 내구성을 유지할 수 있다. 종래 항균 직물과 달리, 본 발명의 섬유 및 직물은 반복적인 사용 및 세탁 사이클 후 침출 및 추출로 인해 항균 활성을 잃지 않는다.However, the disclosed nonwoven fibers and fabrics advantageously eliminate the need for topical treatment to render the garment antimicrobial. The antimicrobial fibers and fabrics of the present invention have “built-in” antimicrobial properties. And, these properties are advantageously not washed out even after significant washing or washing cycles. In addition, antimicrobial fibers can maintain fastness (a characteristic related to a material's resistance to color fading or running) and durability. Unlike conventional antimicrobial fabrics, the fibers and fabrics of the present invention do not lose their antimicrobial activity due to leaching and extraction after repeated use and washing cycles.

또한, 카페트 섬유와 관련된 참고 문헌은, 더 높은 데니어(예를 들어, 12 dpf 초과) 및/또는 더 높은 섬유 직경(예를 들어, 20 마이크론 초과) 섬유/필라멘트에 관한 것이다. 이러한 카페트 섬유는 완전히 다른 비-유사적 공정/장비(필라멘트 방사 대 섬유 취입)를 통해 형성되며, 이는 완전히 상이한 생성물(단일의 더 길고 두꺼운 필라멘트 대 복수 개의 더 얇은 인터와인딩된 섬유)을 제공한다. 이러한 중요한 차이점을 고려하여, 이러한 카페트 섬유 참고 문헌의 교시는 전형적으로, 취입 작업과 관련이 있는 것으로 간주되지 않는다(예: 부직). 보다 구체적으로, 카페트 섬유 생산에서, 중합체의 상대 점도를 증가시키는 능력을 위해 상이한 양, 예를 들어 더 많은 양의 인 화합물(임의적으로, 아연 화합물과 함께)을 갖는 제형이 사용된다.References related to carpet fibers also relate to higher denier (eg greater than 12 dpf) and/or higher fiber diameter (eg greater than 20 micron) fibers/filaments. These carpet fibers are formed via entirely different, non-similar processes/equipment (filament spinning vs. fiber blowing), which give a completely different product (single longer, thicker filament vs. multiple thinner, interwound fibers). Given these important differences, the teachings of these carpet fiber references are typically not considered relevant to blowing operations (eg, nonwovens). More specifically, in carpet fiber production, formulations with different amounts, eg higher amounts, of phosphorus compounds (optionally together with zinc compounds) are used for their ability to increase the relative viscosity of the polymer.

그러나, 인 화합물은 전형적으로 비-카페트, 예를 들어 텍스타일 중합체 제형에 사용되지 않는데, 이는 그 사용 및 동반되는 상대 점도 형성이 가공성 문제에 기여할 수 있기 때문이다. 달리 말하면, 부직 장비 및 공정은 (상대 점도가 증가한) 카페트 제형을 가공할 수 없는데, 이는 가공성을 방해하고, 불가능하지는 않더라도 생산을 어렵게 만들 수 있기 때문이다. 카페트 제형과는 달리, 본 명세서에 개시된 (부직) 폴리아미드 조성물은, 아연 및 임의적으로 인의 특유한 조합을 포함하며, 각각은 바람직하게는, 통상적인 카페트 섬유 제형과 관련된 점도 형성을 지연시키거나 제거하는 특정 양, 예를 들어 더 낮은 양으로 포함한다(또한 추가 시너지 이익을 제공한다). 결과적으로, 본원에 개시된 부직 제형은 놀랍게도 전술한 가공 문제 없이, 예를 들어 부직 웹의 형태로 항균 특성을 갖는 훨씬 더 얇은 섬유를 형성할 수 있다. 종래의 제형은 이러한 얇은 직경의 섬유, 예를 들어 나노섬유 부직 웹으로 효과적으로 방사될 수 없었다.However, phosphorus compounds are typically not used in non-carpet, eg textile polymer formulations, as their use and accompanying build-up of relative viscosity can contribute to processability problems. In other words, nonwoven equipment and processes cannot process carpet formulations (with increased relative viscosities) as this can hinder processability and make production difficult, if not impossible. Unlike carpet formulations, the (non-woven) polyamide compositions disclosed herein include a unique combination of zinc and optionally phosphorus, each of which preferably retards or eliminates viscosity build-up associated with conventional carpet fiber formulations. Include in a specific amount, eg a lower amount (which also provides an additional synergistic benefit). As a result, the nonwoven formulations disclosed herein surprisingly can form much thinner fibers with antimicrobial properties, for example in the form of nonwoven webs, without the aforementioned processing problems. Conventional formulations cannot be effectively spun into such thin diameter fibers, eg, nanofibrous nonwoven webs.

추가로, 항균제를 사용하는 종래의 나일론 제형은, 더 작은 직경의 부직 매트 섬유를 형성하기 위해 더 높은 다이 압력의 사용을 요구할 수 있다. 이러한 더 높은 다이 압력은 종종 더 높은 치명적 섬유 중단으로 이어진다.Additionally, conventional nylon formulations using antimicrobial agents may require the use of higher die pressures to form smaller diameter nonwoven mat fibers. These higher die pressures often lead to higher critical fiber breaks.

또한, 일부 참고 문헌은, 항균제를 섬유, 가죽, 또는 플라스틱과 직접 혼합 하였지만, 이러한 공정은, 열분해, 색 견뢰도 저하 또는 항균 물질의 용출로 인해 항균력이 상실되기 때문에 제품의 품질 저하 문제를 해결하지 못 하였다. 예를 들어, 부직 직물과 같은 또 다른 종래의 항균 직물은 의류 적용례에 대해 강도가 불충분하고(예를 들어 상당한 세탁을 견딜 수 없음), 제품 수명 동안 항균 특성을 유지할 수 없는 것으로 밝혀졌다.In addition, some references have directly mixed antimicrobial agents with fibers, leather, or plastics, but these processes do not solve the problem of deterioration in product quality because antibacterial activity is lost due to thermal decomposition, color fastness degradation, or elution of antibacterial substances. did Other conventional antimicrobial fabrics, such as, for example, non-woven fabrics, have been found to be insufficiently strong for apparel applications (eg, unable to withstand significant washing) and unable to retain antimicrobial properties over the life of the product.

또한, 아연(아연 화합물) 및 임의적으로 인(각각 바람직하게는 부직 폴리아미드 조성물 중의 특정 양)의 존재가, 지속적인 항균 특성을 유지할 수 있는 항균 부직 섬유, 예를 들어 나노섬유의 효과적인 생산을 제공할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이들 섬유의 생산은, 더 낮은 다이 압력 작업을 사용하여 유리하게 달성될 수 있다. 일부 경우에, 조성물은 더 낮은 다이 압력 작동에 기여할 수 있는 더 낮은 상대 점도(RV)를 갖는다. 이론에 얽매이지 않고, 일부 양태에서, 특정 양의 인 화합물의 사용은, 아연이 중합체 및/또는 섬유에 보다 안정적으로 배치되도록 할 수 있으며, 따라서, 예를 들어, 세탁하는 동안 섬유/직물로부터의 아연의 침출을 지연시킬 수 있다. 달리 말하면, 폴리아미드 조성물은, 영구 항균 특성을 유지하도록 폴리아미드에 매립된 특정량의 아연과 인을 가질 수 있다. 또한, 중합체 수지로서의 부직 폴리아미드, 특히 용융 방사, 용액 방사, 원심 방사 또는 전기 방사 공정에 의해 형성된 부직 폴리아미드의 사용은 향상된 내구성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 용융 취입 또는 방사된 부직 폴리아미드를 사용하는 것에 대한 많은 추가 이점이 있다.In addition, the presence of zinc (a zinc compound) and optionally phosphorus (each preferably in certain amounts in the nonwoven polyamide composition) will provide effective production of antimicrobial nonwoven fibers, such as nanofibers, capable of maintaining durable antibacterial properties. It turned out that you can Production of these fibers can advantageously be achieved using lower die pressure operations. In some cases, the composition has a lower relative viscosity (RV) that can contribute to lower die pressure operation. Without wishing to be bound by theory, in some embodiments, the use of certain amounts of phosphorus compounds may allow zinc to be more stably disposed in polymers and/or fibers, thus preventing removal from fibers/fabrics, for example, during laundering. It can delay the leaching of zinc. In other words, the polyamide composition may have certain amounts of zinc and phosphorus embedded in the polyamide to maintain permanent antibacterial properties. It has also been found that the use of nonwoven polyamides as polymer resins, particularly nonwoven polyamides formed by melt spinning, solution spinning, centrifugal spinning or electrospinning processes, have improved durability. As further described herein, there are many additional advantages to using meltblown or spun nonwoven polyamides.

또한, 섬유의 생산 공정 동안, 예를 들어 단량체 수용액에 또는 마스터 배치를 통해 아연 화합물 및 임의적으로 인 화합물을 중합체 조성물에 제공하면 전체 섬유에 걸쳐 균등하게 분산된 항균제를 갖는 섬유가 생성된다는 것이 유익하게 밝혀졌다. 통상적인 공정에서, 은 코팅은 직물의 외부 표면에 적용되어 직물에 항균 특성을 부여한다. 그러나, 은 코팅은 직물 전체에 걸쳐 분산되지 않으며, 성분, 예컨대 은을 환경으로 침출시키기 쉽다. 유리하게는, 본 중합체 조성물은, 항균제를 용리하지 않기 때문에 독성을 일으키지 않으며, 예를 들어 은과 같은 임의의 독성 성분을 포함하지 않는다. 추가로, 본 중합체 조성물로 형성된 항균 섬유는 항균제가 중합체 및/또는 섬유에 영구적으로 위치되기 때문에 별도의 적용 단계를 필요로하지 않는다.It is also beneficial that providing a zinc compound and optionally a phosphorus compound to the polymer composition during the production process of the fibers, for example in an aqueous monomer solution or via a masterbatch, results in fibers having the antimicrobial agent evenly dispersed throughout the entire fiber. Turns out. In a conventional process, a silver coating is applied to the outer surface of a fabric to impart antimicrobial properties to the fabric. However, silver coatings do not disperse throughout the fabric and are prone to leaching components, such as silver, into the environment. Advantageously, the present polymer composition does not cause toxicity as it does not elute the antimicrobial agent and does not contain any toxic components such as silver for example. Additionally, antimicrobial fibers formed from the present polymeric composition do not require a separate application step because the antimicrobial agent is permanently located in the polymer and/or fiber.

다른 양태에서, 조성물은 인을 거의 또는 전혀 포함하지 않는다. 임의적으로, 개시된 양의 개시된 아연 화합물은 항균 폴리아미드 조성물 및 이를 사용하는 공정, 예를 들어, 저 다이 압력 작업에 유익한 특성을 제공한다.In another aspect, the composition contains little or no phosphorus. Optionally, the disclosed zinc compounds in the disclosed amounts provide beneficial properties for antimicrobial polyamide compositions and processes using them, eg, low die pressure operation.

전술한 바와 같이, 부가적인 이점으로서, 부직 폴리아미드 제형/조성물을 사용하여 형성된 섬유는 유리한 물리적 특징, 예를 들어 더 낮은 평균 섬유 직경을 가지며, 이는 더 높은 섬유 직경이 부적합한 다양한 적용례, 예를 들어 의류 또는 기타 피부에 접하는 적용례 및 두꺼운 섬유가 부적합한 여과에 사용될 수 있게 한다.As noted above, as an added benefit, fibers formed using the nonwoven polyamide formulations/compositions have advantageous physical characteristics, such as lower average fiber diameters, which are suitable for a variety of applications where higher fiber diameters are unsuitable, such as Allows for use in clothing or other skin contact applications and filtration where thick fibers are unsuitable.

한 측면에서, 본 발명은, 폴리아미드 구조를 형성하도록 임의적으로 배열된 항균 섬유(나노섬유)를 형성하기 위해 일부 경우에 사용될 수 있는 폴리아미드 제형/조성물에 관한 것이다. 부직 폴리아미드 조성물은, 효능이 있고 섬유로부터의 세탁 또는 마모에 상당히 저항하는 특정 항균제를 포함한다. 중요하게도, 제형은 가공 이점, 예를 들어 더 얇은 직경의 섬유를 형성하는 능력, 낮은 다이 압력 작동에 사용되는 능력, 및/또는 바람직한 상대 점도(RV) 매개 변수를 갖는 능력을 제공한다. 한 측면에서, 항균 섬유는 직물 또는 직물의 특정 부분을 형성한다. 일부 양태에서, 제제는 폴리아미드 또는 폴리아미드 혼합물 및 아연 화합물을 포함한다. 일부 경우에, 제형은 인 화합물을 추가로 포함한다. 구성 요소 (및 이의 조성적 양)의 세부 사항, 이로부터 형성된 항목 및 이의 성능 특성이 여기에 개시된다.In one aspect, the present invention relates to polyamide formulations/compositions that can be used in some cases to form antimicrobial fibers (nanofibres) that are optionally arranged to form a polyamide structure. The nonwoven polyamide composition includes certain antimicrobial agents that are efficacious and highly resistant to washing or abrasion from the fibers. Importantly, the formulation provides processing advantages, such as the ability to form thinner diameter fibers, the ability to be used in low die pressure operation, and/or the ability to have desirable relative viscosity (RV) parameters. In one aspect, the antimicrobial fibers form a fabric or specific part of a fabric. In some embodiments, the formulation includes a polyamide or mixture of polyamides and a zinc compound. In some cases, the formulation further includes a phosphorus compound. Details of the components (and their compositional amounts), items formed therefrom and their performance characteristics are disclosed herein.

일부 양태에서, 본 발명은 항균 특성을 갖는 부직 폴리아미드 구조체, 예를 들어 매트에 관한 것이다. 구조체는, 예를 들어 평균 섬유 직경이 25 마이크론 미만인 얇은 직경의 폴리아미드 섬유(일부 경우 부직 섬유)를 포함한다. 섬유는 특정 양의 아연 화합물을 포함하고, 아연은 (섬유/중합체의 성분으로서) 섬유 내에 분산되는데, 이는, 이의 표면에 항균 코팅을 가질 수 있는 종래의 섬유 또는 구조체와는 대조적이다.In some aspects, the present invention relates to non-woven polyamide structures, such as mats, having antimicrobial properties. The structure includes, for example, thin diameter polyamide fibers (in some cases non-woven fibers) with an average fiber diameter of less than 25 microns. Fibers contain certain amounts of zinc compounds, and zinc is dispersed within the fibers (as a component of the fibers/polymers), in contrast to conventional fibers or structures which may have an antimicrobial coating on their surface.

구조체(및/또는 구조체를 형성하는 섬유)는 개선된 항균 성능, 예를 들어, 구조체는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상, 예를 들어 99 % 이상의 황색 포도상 구균 감소 또는 적어도 90 %, 예를 들어 적어도 99 % 이상의 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumonia) 성장 감소를 나타낸다.The structure (and/or fibers forming the structure) has improved antibacterial performance, e.g., the structure has a Staphylococcus aureus reduction of at least 90%, such as at least 99%, or at least 90% as measured by ISO 20743-13; eg at least 99% or greater Klebsiella pneumoniae growth reduction.

항균 성분antibacterial ingredient

전술한 바와 같이, 폴리아미드 제형은, 바람직하게는 폴리아미드 조성물에 특정량으로, 아연 및 임의적으로 인을 포함하고, 이는 전술한 항균 이점 및/또는 물리적/성능 이점을 제공한다. 본원에 사용된 "아연 화합물"은 하나 이상의 아연 분자 또는 이온을 갖는 화합물을 지칭한다. 본원에 사용된 "인 화합물"은 하나 이상의 인 분자 또는 이온을 갖는 화합물을 지칭한다.As noted above, the polyamide formulation preferably includes zinc and optionally phosphorus in certain amounts in the polyamide composition, which provides the antimicrobial benefits and/or physical/performance benefits described above. As used herein, “zinc compound” refers to a compound having one or more zinc molecules or ions. As used herein, “phosphorus compound” refers to a compound having one or more phosphorus molecules or ions.

폴리아미드 제형(또는 구조체 또는 이로부터 제조된 섬유)은 (원소) 아연을 포함하고, 예를 들어 아연은 폴리아미드 제형 내에 분산된다. 일부 양태에서, 폴리아미드 제형에서의 아연의 농도는 100 ppb 내지 4000ppm, 예컨대, 500 ppb 내지 3500ppm, 1ppm 내지 3500ppm, 200ppm 내지 3000ppm, 275ppm 내지 3100ppm, 200ppm 내지 1500ppm, 100ppm 내지 2000ppm, 200ppm 내지 700ppm, 250ppm 내지 550ppm, 1ppm 내지 1000ppm, 예컨대, 25ppm 내지 950ppm, 50ppm 내지 900ppm, 100ppm 내지 800ppm, 150ppm 내지 700ppm, 175ppm 내지 600ppm, 200ppm 내지 500ppm, 215ppm 내지 400ppm, 225ppm 내지 350ppm, 또는 250ppm 내지 300ppm 범위에 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드 제형은 100ppb 초과의 아연, 예를 들어 500ppb 초과, 1ppm 초과, 5ppm 초과, 10ppm 초과, 25ppm 초과, 50ppm 초과, 75ppm 초과, 100ppm 초과, 150ppm 초과, 175ppm 초과, 200ppm 초과, 215ppm 초과, 225ppm 초과, 250ppm 초과 또는 275ppm 초과의 아연을 포함한다. 상한의 관점에서, 폴리아미드 제형은 4000ppm 미만의 아연, 예를 들어 3500ppm 미만, 3000ppm 미만, 3100ppm 미만, 2000ppm 미만, 1500ppm 미만 아연, 1000ppm 미만 아연, 950ppm 미만, 900ppm 미만, 800ppm 미만, 700ppm 미만, 600ppm 미만, 550ppm 미만, 500ppm 미만, 400ppm 미만 또는 300ppm 미만의 아연을 포함한다. 일부 측면에서, 아연은 폴리아미드 제형으로부터 형성된 중합체에 매립된다.The polyamide formulation (or structure or fibers made therefrom) comprises (elemental) zinc, for example zinc is dispersed within the polyamide formulation. In some embodiments, the concentration of zinc in the polyamide formulation is between 100 ppb and 4000 ppm, e.g., 500 ppb and 3500 ppm, 1 ppm and 3500 ppm, 200 ppm and 3000 ppm, 275 ppm and 3100 ppm, 200 ppm and 1500 ppm, 100 ppm and 2000 ppm, 2 00ppm to 700ppm, 250ppm to 550 ppm, 1 ppm to 1000 ppm, such as 25 ppm to 950 ppm, 50 ppm to 900 ppm, 100 ppm to 800 ppm, 150 ppm to 700 ppm, 175 ppm to 600 ppm, 200 ppm to 500 ppm, 215 ppm to 400 ppm, 22 5 ppm to 350 ppm, or 250 ppm to 300 ppm. In terms of the lower limit, the polyamide formulation contains greater than 100 ppb zinc, e.g. greater than 500 ppb, greater than 1 ppm, greater than 5 ppm, greater than 10 ppm, greater than 25 ppm, greater than 50 ppm, greater than 75 ppm, greater than 100 ppm, greater than 150 ppm, greater than 175 ppm, greater than 200 ppm, greater than 215 ppm, greater than 225 ppm, greater than 250 ppm or greater than 275 ppm zinc. In terms of upper limits, a polyamide formulation may contain less than 4000 ppm zinc, such as less than 3500 ppm, less than 3000 ppm, less than 3100 ppm, less than 2000 ppm, less than 1500 ppm zinc, less than 1000 ppm zinc, less than 950 ppm, less than 900 ppm, less than 800 ppm, less than 700 ppm, 600 ppm less than 550 ppm, less than 500 ppm, less than 400 ppm or less than 300 ppm zinc. In some aspects, zinc is embedded in the polymer formed from the polyamide formulation.

아연이 폴리아미드 제형에 제공되는 방식은 매우 다양할 수 있다. 폴리아미드 제형에 아연을 제공하기 위한 많은 기술이 본 발명의 고려 범위 내에 있으며 적합할 것이다. 일례로, 아연 화합물은 폴리아미드의 성분으로 첨가될 수 있다. 한 양태에서, 아연 화합물은 마스터 배치로 첨가될 수 있다. 마스터 배치는 나일론 6 또는 나일론 6,6과 같은 폴리아미드를 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 아연 화합물은 분말을 펠릿 상에 더스팅함으로써 첨가될 수 있다. 또 다른 양태에서, 아연은 나일론 6,6 펠릿에 (분말로서) 첨가되고, 이축 압출기를 통해 가공되어 중합체를 통해 재료를 보다 균등하게 분포시켜 직물 전체에 걸쳐 첨가제의 균일성을 향상시킬 수 있다. 일 양태에서, 아연 화합물은 폴리아미드 형성 동안 염 용액에 첨가될 수 있다.The manner in which zinc is provided to the polyamide formulation can vary widely. Many techniques for providing zinc to polyamide formulations are within the contemplation of this invention and would be suitable. As an example, a zinc compound may be added as a component of polyamide. In one aspect, the zinc compound may be added as a master batch. The master batch may include a polyamide such as nylon 6 or nylon 6,6. In another aspect, the zinc compound may be added by dusting the powder onto pellets. In another embodiment, zinc can be added (as a powder) to nylon 6,6 pellets and processed through a twin screw extruder to more evenly distribute the material through the polymer to improve the uniformity of the additive throughout the fabric. In one aspect, a zinc compound may be added to the salt solution during polyamide formation.

일부 양태에서, 제형, 구조체 및/또는 섬유는 (원소) 인을 포함한다. 인이 제공되는 방법에 관계 없이(하기 논의 참조), 아연과 같이 인은 폴리아미드 제형에 존재한다. 일부 양태에서, 폴리아미드 제형에서의 인의 농도는 10ppm 내지 1000ppm, 예컨대, 20ppm 내지 950ppm, 30 to 900, 50ppm 내지 850ppm, 100ppm 800ppm, 150ppm 내지 750ppm, 200ppm 내지 600ppm, 250ppm 내지 550ppm, 300ppm 내지 500ppm, 또는 350ppm 내지 450ppm 범위에 있다. 상한의 관점에서, 폴리아미드 제형에서의 인의 농도는 1000ppm 미만, 예를 들어 950ppm 미만, 900ppm 미만, 800ppm 미만, 700ppm 미만, 600ppm 미만, 500ppm 미만, 400ppm 미만, 300ppm 미만 또는 200ppm 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드 제형에서의 인의 농도는 10ppm 초과, 예를 들어 20ppm 초과, 40ppm 초과, 60ppm 초과, 80ppm 초과, 100ppm 초과, 초과 150ppm 또는 180ppm 초과일 수 있다. 일부 측면에서, 인은 폴리아미드 제형의 중합체에 매립된다.In some embodiments, the formulation, structure and/or fiber comprises (elemental) phosphorus. Regardless of how phosphorus is provided (see discussion below), phosphorus, like zinc, is present in the polyamide formulation. In some embodiments, the concentration of phosphorus in the polyamide formulation is 10 ppm to 1000 ppm, e.g., 20 ppm to 950 ppm, 30 to 900, 50 ppm to 850 ppm, 100 ppm 800 ppm, 150 ppm to 750 ppm, 200 ppm to 600 ppm, 250 ppm to 550 ppm, 30 0 ppm to 500 ppm, or It is in the range of 350 ppm to 450 ppm. In terms of upper limits, the concentration of phosphorus in the polyamide formulation may be less than 1000 ppm, such as less than 950 ppm, less than 900 ppm, less than 800 ppm, less than 700 ppm, less than 600 ppm, less than 500 ppm, less than 400 ppm, less than 300 ppm or less than 200 ppm. As a lower limit, the concentration of phosphorus in the polyamide formulation may be greater than 10 ppm, such as greater than 20 ppm, greater than 40 ppm, greater than 60 ppm, greater than 80 ppm, greater than 100 ppm, greater than 150 ppm or greater than 180 ppm. In some aspects, phosphorus is embedded in the polymer of the polyamide formulation.

인이 폴리아미드 제형에 제공되는 방식은 매우 다양할 수 있다. 폴리아미드 제형에 인을 제공하기 위한 많은 기술이 본 발명의 고려 범위 내에 있으며 적합 할 것이다. 일례로서, 인 또는 인 화합물이 수지의 성분으로서, 예를 들어 아연과 유사한 방식으로 첨가될 수 있다.The manner in which phosphorus is provided to the polyamide formulation can vary greatly. Many techniques for providing phosphorus to the polyamide formulation are within the scope of the present invention and would be suitable. As an example, phosphorus or a phosphorus compound may be added as a component of the resin, for example in a manner similar to zinc.

일 양태에서, 인은 다른 첨가제의 성분으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 인은 중합체 조성물에 첨가되는 광택제거제의 성분일 수 있다. 구체적으로, 인은 광택제거제의 코팅 첨가제/성분일 수 있다. 일부 측면에서, 광택제거제는 이산화 티탄을 포함한다. 이산화 티탄은 인-함유 표면 코팅, 예를 들어 망간 코팅된 이산화 티탄을 포함할 수 있다. 일부 측면에서, 폴리아미드 조성물에 존재하는 인은 첨가제, 예를 들어 광택제거제에 의해 전적으로 공급된다. 일부 측면에서, 폴리아미드 조성물에 존재하는 인은, 부분적으로는 첨가제에 의해 공급되고, 부분적으로는 인 첨가제로서 공급된다.In one aspect, phosphorus may be provided as a component of other additives. For example, phosphorus can be a component of a matting agent added to the polymer composition. Specifically, phosphorus may be a coating additive/component in a matting agent. In some aspects, the matting agent includes titanium dioxide. Titanium dioxide may include a phosphorus-containing surface coating, such as manganese coated titanium dioxide. In some aspects, the phosphorus present in the polyamide composition is entirely supplied by additives, such as matting agents. In some aspects, the phosphorus present in the polyamide composition is supplied in part by an additive and in part as a phosphorus additive.

일부 측면에서, 폴리아미드 제형에 존재하는 인은 광택제거제, 예를 들어 이산화 티탄 첨가제에 의해 전적으로 공급되고, 인, 예를 들어 인 첨가제가 폴리아미드 조성물에 별도로 첨가되지 않는다. 예를 들어, 이산화 티탄 첨가제는 중합체 제형에 존재할 수 있으며, 여기서 이산화 티탄은 폴리아미드 제형의 총 중량을 기준으로 2000ppm 미만의 인을 포함한다. 일부 양태에서, 폴리아미드 제형은 이산화 티탄 첨가제 및 인 첨가제를 포함할 수 있으며, 이는 함께, 폴리아미드 제형의 총 중량을 기준으로 2000ppm 미만의 인을 공급한다.In some aspects, the phosphorus present in the polyamide formulation is supplied entirely by the matting agent, eg titanium dioxide additive, and no phosphorus, eg phosphorus additive, is separately added to the polyamide composition. For example, a titanium dioxide additive may be present in the polymer formulation, wherein the titanium dioxide comprises less than 2000 ppm phosphorus based on the total weight of the polyamide formulation. In some embodiments, the polyamide formulation may include a titanium dioxide additive and a phosphorus additive, which together provide less than 2000 ppm phosphorus based on the total weight of the polyamide formulation.

일부 양태에서, 무기 안료-유사 물질은 광택제거제로 이용될 수 있다. 광택제거제는 이산화 티탄, 황산 바륨, 티탄산 바륨, 티탄산 아연, 티탄산 마그네슘, 티탄산 칼슘, 산화 아연, 황화 아연, 리토폰, 이산화 지르코늄, 황산 칼슘, 황산 바륨, 산화 알루미늄, 산화 토륨, 산화 마그네슘, 이산화 규소, 활석, 운모 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 착색(colored) 물질, 예컨대 카본 블랙, 구리 프탈로시아닌 안료, 크롬산 납, 산화철, 산화 크롬 및 울트라마린 블루도 사용될 수 있다. 일부 측면에서, 광택제거제는 비-페놀성 다핵 화합물, 예컨대 트리페닐 벤젠, 디페닐, 치환된 디페닐, 치환된 나프탈렌, 및 방향족 및 다핵 유형의 염소화된 화합물, 예를 들어 염소화된 디페닐을 포함한다.In some embodiments, inorganic pigment-like materials may be used as matting agents. The matting agent is titanium dioxide, barium sulfate, barium titanate, zinc titanate, magnesium titanate, calcium titanate, zinc oxide, zinc sulfide, lithopone, zirconium dioxide, calcium sulfate, barium sulfate, aluminum oxide, thorium oxide, magnesium oxide, silicon dioxide , talc, mica, and the like. Colored materials such as carbon black, copper phthalocyanine pigments, lead chromate, iron oxide, chromium oxide and ultramarine blue may also be used. In some aspects, matting agents include non-phenolic polynuclear compounds such as triphenyl benzene, diphenyl, substituted diphenyls, substituted naphthalenes, and chlorinated compounds of the aromatic and polynuclear type, such as chlorinated diphenyls. do.

본 발명자들은, 일부 경우에, 특정 중량비의 아연 대 인을 사용하면 폴리아미드 제형에 대한 인의 부정적인 영향을 최소화한다는 것을 발견했다. 예를 들어, 폴리아미드 조성물에 인이 너무 많으면 중합체 드립(drip), 중합체 점도 증가 및 생산 공정의 비효율성을 초래할 수 있다.The inventors have found that, in some cases, the use of a specific weight ratio of zinc to phosphorus minimizes the negative effects of phosphorus on polyamide formulations. For example, too much phosphorus in the polyamide composition can lead to polymer drip, increased polymer viscosity and inefficiencies in the production process.

한 양태에서, 폴리아미드 제형에서의 아연 대 인의 중량비는 1.3:1 초과, 예를 들어 1.4:1 초과, 1.5:1 초과, 1.6:1 초과, 1.7:1 초과, 1.8:1 초과 또는 2:1 초과일 수 있다. 범위의 관점에서, 폴리아미드 제형에서의 아연 대 인의 중량비는 1.3:1 내지 30:1, 예를 들어 1.4:1 내지 25:1, 1.5:1 내지 20:1, 1.6:1 내지 15:1, 1.8:1 내지 10:1, 2:1 내지 8:1, 3:1 내지 7:1, 또는 4:1 내지 6:1 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 폴리아미드 조성물에서의 아연 대 인의 중량비는 30:1 미만, 예를 들어 28:1 미만, 26:1 미만, 24:1 미만, 22:1 미만, 20:1 미만 또는 15:1 미만일 수 있다. 일부 측면에서, 폴리아미드 제형에는 인이 없다. 다른 측면에서, 매우 적은 양의 인이 존재한다. 일부 경우, 인이 아연과 함께 섬유/중합체에 유지된다.In one embodiment, the weight ratio of zinc to phosphorus in the polyamide formulation is greater than 1.3:1, such as greater than 1.4:1, greater than 1.5:1, greater than 1.6:1, greater than 1.7:1, greater than 1.8:1 or 2:1 may be excessive. In terms of ranges, the weight ratio of zinc to phosphorus in the polyamide formulation is 1.3:1 to 30:1, such as 1.4:1 to 25:1, 1.5:1 to 20:1, 1.6:1 to 15:1, 1.8:1 to 10:1, 2:1 to 8:1, 3:1 to 7:1, or 4:1 to 6:1. In terms of upper limits, the weight ratio of zinc to phosphorus in the polyamide composition is less than 30:1, such as less than 28:1, less than 26:1, less than 24:1, less than 22:1, less than 20:1 or 15: may be less than 1. In some aspects, the polyamide formulation is free of phosphorus. In another aspect, very low amounts of phosphorus are present. In some cases, phosphorus is retained in the fibers/polymers along with zinc.

한 양태에서, 폴리아미드 제형에서의 아연 대 인의 중량비는 0.64:1 미만, 예를 들어 0.62:1 미만, 0.6:1 미만, 예를 들어 0.5:1 미만, 0.45:1 미만, 0.4:1 미만, 0.3:1 미만 또는 0.25:1 미만일 수 있다. 범위의 관점에서, 폴리아미드 제형에서의 아연 대 인의 중량비는 0.001:1 내지 0.64:1, 예를 들어 0.01:1 내지 0.6:1, 0.05:1 내지 0.5:1, 0.1:1 내지 0.45:1, 0.2:1 내지 0.4:1, 0.25:1 내지 0.35:1 또는 0.2:1 내지 0.3:1 범위일 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드 제형에서의 아연 대 인의 중량비는 0.001:1 초과, 예를 들어 0.005:1 초과, 0.01:1 초과, 0.05:1 초과, 0.1:1 초과, 0.15:1 초과 또는 0.2:1 초과일 수 있다.In one embodiment, the weight ratio of zinc to phosphorus in the polyamide formulation is less than 0.64:1, such as less than 0.62:1, less than 0.6:1, such as less than 0.5:1, less than 0.45:1, less than 0.4:1, It may be less than 0.3:1 or less than 0.25:1. In terms of ranges, the weight ratio of zinc to phosphorus in the polyamide formulation is from 0.001:1 to 0.64:1, such as 0.01:1 to 0.6:1, 0.05:1 to 0.5:1, 0.1:1 to 0.45:1, 0.2:1 to 0.4:1, 0.25:1 to 0.35:1 or 0.2:1 to 0.3:1. In terms of a lower limit, the weight ratio of zinc to phosphorus in the polyamide formulation is greater than 0.001:1, such as greater than 0.005:1, greater than 0.01:1, greater than 0.05:1, greater than 0.1:1, greater than 0.15:1 or 0.2: may be greater than 1.

일부 경우에, 특정 양의 아연 및 인이, 과립, 플레이크 등의 형태와 같은 미분된 형태로 폴리아미드 제형, 예를 들어 폴리아미드 수지 조성물에 혼합되어 실질적으로 개선된 항균 활성을 갖는 섬유를 생산하기 위해 통상적인 방법에 의해 섬유로 후속적으로 형성, 예를 들어 압출 또는 그렇지 않으면 인발될 수 있는 폴리아미드 제형을 제공할 수 있다고 결정되었다. 아연 및 인은 영구 항균 활성을 갖는 섬유를 제공하기 위해 전술한 양으로 폴리아미드 제형에 사용된다.In some cases, certain amounts of zinc and phosphorus are mixed into a polyamide formulation, such as a polyamide resin composition, in finely divided form, such as in the form of granules, flakes, etc., to produce fibers with substantially improved antibacterial activity. It has been determined that it is possible to provide a polyamide formulation which can subsequently be formed, eg extruded or otherwise drawn, into fibers by conventional methods for this purpose. Zinc and phosphorus are used in polyamide formulations in the amounts described above to provide fibers with permanent antibacterial activity.

본원에 언급된 바와 같이, 전술한 아연 농도, 인 농도, 및 임의적으로 상대 점도 범위 및/또는 다른 특성을 갖는 폴리아미드 제형을 이용함으로써, 생성된 항균 섬유는 더 높은 퍼센트의 아연을 보유할 수 있다. 생성된 부직은 (영구적이거나 지속적인) 항균 특성을 갖는다.As noted herein, by using a polyamide formulation having the foregoing zinc concentration, phosphorus concentration, and optionally relative viscosity range and/or other properties, the resulting antimicrobial fiber can retain a higher percentage of zinc. . The resulting nonwoven has (permanent or lasting) antibacterial properties.

일부 양태에서, 폴리아미드 제형로부터 형성된 항균 섬유는, 염료 욕 시험에 의해 측정시 70 % 초과, 예를 들어 75 % 초과, 80 % 초과, 90 % 초과, 95 % 초과 또는 99 % 초과의 아연 보유율을 갖는다. 상한의 관점에서, 항균 섬유는 100 % 미만, 예를 들어 99.9 % 미만, 98 % 미만, 95 % 미만 또는 90 % 미만의 아연 보유율을 갖는다. 범위 측면에서, 항균 섬유는 70 % 내지 100 %, 예를 들어 75 % 내지 99.9 %, 80 % 내지 99 %, 또는 90 % 내지 98 % 범위의 아연 보유율을 갖는다.In some embodiments, the antimicrobial fibers formed from the polyamide formulation have a zinc retention greater than 70%, such as greater than 75%, greater than 80%, greater than 90%, greater than 95%, or greater than 99% as measured by the dye bath test. have In terms of an upper limit, the antimicrobial fiber has a zinc retention of less than 100%, such as less than 99.9%, less than 98%, less than 95% or less than 90%. In terms of scope, the antimicrobial fiber has a zinc retention in the range of 70% to 100%, such as 75% to 99.9%, 80% to 99%, or 90% to 98%.

폴리아미드 제형으로부터 형성된 섬유의 아연 보유율은 하기 표준 절차에 따라 염료 욕 시험으로 측정할 수 있다. 샘플은 스카우어(scour) 공정을 통해 세정된다(모든 오일이 제거됨). 스카우어 공정은, 예를 들어 71℃에서 15 분 동안 수행된, 가열된 욕을 사용할 수 있다. 0.25 % 대섬유 중량("owf")의 스테록스(Sterox) (723 소웁) 비이온성 계면 활성제 및 0.25 % owf의 TSP(인산 삼 나트륨)를 포함하는 스카우어링 용액이 사용될 수 있다. 그런 다음, 샘플을 물로 헹구고, 이어서 냉수로 헹구었다.Zinc retention of fibers formed from polyamide formulations can be measured by the dye bath test according to the standard procedure below. The sample is cleaned through a scour process (all oil is removed). A scauer process may use a heated bath, for example performed at 71° C. for 15 minutes. A scouring solution comprising 0.25% large fiber weight ("owf") of Sterox (723 soap) non-ionic surfactant and 0.25% owf of TSP (trisodium phosphate) may be used. The sample was then rinsed with water, followed by cold water.

세정된 샘플은 화학적 염료 수준 절차에 따라 시험할 수 있다. 이 절차는 이를, 1.0 % owf의 C.I. 애시드 블루(Acid Blue) 45, 4.0 % owf의 MSP(인산 일 나트륨) 및 28:1의 리커(liquor) 대 섬유 비로 pH 6.0을 달성하기에 충분한 % owf의 인산 이 나트륨 또는 TSP를 포함하는 염료 욕에 위치시키는 것을 이용한다. 예를 들어, 6 미만의 pH가 요망되는 경우, 원하는 pH가 달성될 때까지 점안기(eye dropper)를 사용하여 원하는 산의 10 % 용액을 첨가할 수 있다. 염료 욕은, 욕이 100℃에서 비등하도록 미리 설정할 수 있다. 샘플을 1.5 시간 동안 욕에 넣는다. 예를 들어, 비등에 도달하는 데 약 30 분이 걸릴 수 있으며, 이어서 욕을 한 시간 동안 비등 상태로 유지한다. 그런 다음, 샘플을 욕에서 제거하여 헹군다. 그런 다음, 샘플을, 물 추출을 위해 원심 분리기로 옮긴다. 물 추출 후, 샘플을 공기 건조시켰다. 그런 다음, 절차 전후의 성분 양을 측정하고 기록한다.Cleaned samples can be tested according to chemical dye level procedures. This procedure results in a C.I. of 1.0% owf. A dye bath comprising Acid Blue 45, MSP (monosodium phosphate) at 4.0% owf and disodium phosphate or TSP at % owf sufficient to achieve a pH of 6.0 at a liquor to fiber ratio of 28:1 use the positioning in For example, if a pH of less than 6 is desired, a 10% solution of the desired acid may be added using an eye dropper until the desired pH is achieved. The dye bath can be preset so that the bath boils at 100°C. The sample is placed in the bath for 1.5 hours. For example, it may take about 30 minutes to reach boiling, then the bath is kept boiling for an hour. The sample is then removed from the bath and rinsed. The sample is then transferred to a centrifuge for water extraction. After water extraction, the samples were air dried. Then, measure and record ingredient amounts before and after the procedure.

일부 양태에서, 아연은 아연 화합물로서 제공될 수 있다. 아연 화합물은 아연 옥사이드, 아연 아세테이트, 아연 암모늄 카보네이트, 아연 암모늄 아디페이트, 아연 스테아레이트, 아연 페닐 포스핀산, 아연 피리티온 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 일부 측면에서, 아연은 아연 옥사이드의 형태로 제공된다. 일부 측면에서, 아연은 아연 페닐 포스피네이트 및/또는 아연 페닐 포스포네이트를 통해 제공되지 않는다. 유익하게도, 본 발명자들은 이러한 특정 아연 화합물이 쉽게 해리되어 더 많은 아연 이온을 형성하기 때문에 특히 잘 작동하는 것으로 확인되었다.In some embodiments, zinc may be provided as a zinc compound. The zinc compound may include zinc oxide, zinc acetate, zinc ammonium carbonate, zinc ammonium adipate, zinc stearate, zinc phenyl phosphinic acid, zinc pyrithione, and combinations thereof. In some aspects, zinc is provided in the form of zinc oxide. In some aspects, zinc is not provided via zinc phenyl phosphinate and/or zinc phenyl phosphonate. Advantageously, we have found that this particular zinc compound works particularly well because it readily dissociates to form more zinc ions.

일부 양태에서, 인은 인 화합물로서 제공될 수 있다. 일 측면에서, 인 화합물은 페닐포스핀산, 디페닐포스핀산, 나트륨 페닐포스피네이트, 아인산, 벤젠 포스폰산, 칼슘 페닐포스피네이트, 칼륨 B-펜틸포스피네이트, 메틸포스핀산, 차아인산 망간, 차아인산 나트륨, 인산 일 나트륨, 차아인산, 디메틸포스핀산, 에틸포스핀산, 디에틸포스핀산, 마그네슘 에틸포스핀산, 트리페닐 포스파이트, 디페닐메틸 포스파이트, 디메틸페닐 포스파이트, 에틸디페닐 포스파이트, 페닐포스폰산, 메틸포스폰산, 에틸포스폰산, 칼륨 페닐포스포네이트, 나트륨 메틸포스포네이트, 칼슘 에틸포스포네이트 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 인 화합물은 인산, 벤젠 포스핀산, 벤젠 포스폰산 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 인 또는 인 화합물은 또한 아연과 함께 중합체에 분산될 수 있다.In some embodiments, phosphorus may be provided as a phosphorus compound. In one aspect, the phosphorus compound is phenylphosphinic acid, diphenylphosphinic acid, sodium phenylphosphinate, phosphorous acid, benzene phosphonic acid, calcium phenylphosphinate, potassium B-pentylphosphinate, methylphosphinic acid, manganese hypophosphite, Sodium hypophosphite, monosodium phosphate, hypophosphorous acid, dimethylphosphinic acid, ethylphosphinic acid, diethylphosphinic acid, magnesium ethylphosphinic acid, triphenyl phosphite, diphenylmethyl phosphite, dimethylphenyl phosphite, ethyldiphenyl phosphite , phenylphosphonic acid, methylphosphonic acid, ethylphosphonic acid, potassium phenylphosphonate, sodium methylphosphonate, calcium ethylphosphonate, and combinations thereof. In some embodiments, the phosphorus compound may include phosphoric acid, benzene phosphinic acid, benzene phosphonic acid, and combinations thereof. Phosphorus or phosphorus compounds may also be dispersed into the polymer together with zinc.

일부 양태에서, 항균제, 예를 들어 아연은 인과 함께 첨가되어 폴리아미드 조성물의 섬유/중합체로의 항균제의 혼입을 촉진한다. 이러한 절차는 유리하게는 최종 섬유 전체에 걸쳐 항균제의 보다 균일한 분산을 가능하게 한다. 또한, 이러한 조합은 활성 항균 성분이 섬유로부터 세척되는 것을 방지하거나 제한하는 것을 돕기 위해 폴리아미드 조성물 내에 항균제를 "내장"한다.In some embodiments, an antimicrobial agent, such as zinc, is added along with phosphorus to promote incorporation of the antimicrobial agent into the fibers/polymers of the polyamide composition. This procedure advantageously allows for a more uniform dispersion of the antimicrobial agent throughout the final fiber. Additionally, these combinations “embed” antimicrobial agents within the polyamide composition to help prevent or limit active antimicrobial ingredients from being washed out of the fibers.

일부 양태에서, 폴리아미드 조성물은 아연 이외의 추가 항균제를 포함할 수 있다. 추가 항균제는 임의의 적합한 항균제, 예컨대 금속 형태(예를 들어, 미립자, 합금 및 산화물), 염(예를 들어, 설페이트, 니트레이트, 아세테이트, 시트레이트 및 클로라이드) 또는 이온 형태의 은, 구리 및/또는 금일 수 있다. 일부 측면에서, 추가 첨가제, 예를 들어 추가 항균제가 폴리아미드 조성물에 첨가된다.In some embodiments, the polyamide composition may include additional antimicrobial agents other than zinc. The additional antimicrobial agent is any suitable antimicrobial agent, such as silver, copper and/or silver in metal form (eg particulate, alloys and oxides), salts (eg sulfate, nitrate, acetate, citrate and chloride) or ionic form. or gold. In some aspects, additional additives are added to the polyamide composition, such as additional antimicrobial agents.

항균 성능antibacterial performance

일부 양태에서, 상기 제형, 구조체 및/또는 섬유는, 예를 들어 24 시간 후에 개선된 항균 성능을 나타낸다. 예를 들어, 상기 제형, 구조체 및/또는 섬유는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상, 예를 들어 95 % 이상, 99 % 이상, 99.98 % 이상, 99.99 % 이상, 99.997 % 이상, 99.999 % 이상 또는 99.9999 % 이상의 황색 포도상 구균 감소(성장 억제)를 나타낼 수 있다. In some embodiments, the formulation, structure and/or fiber exhibits improved antibacterial performance, for example after 24 hours. For example, the formulation, structure and/or fiber may contain at least 90%, such as at least 95%, at least 99%, at least 99.98%, at least 99.99%, at least 99.997%, at least 99.999% as measured by ISO 20743-13. or greater than or equal to 99.9999% Staphylococcus aureus reduction (growth inhibition).

일부 양태에서, 상기 제형, 구조체 및/또는 섬유는 개선된 항균 성능을 나타낸다. 예를 들어, 상기 제형, 구조체 및/또는 섬유는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상, 예를 들어 95 % 이상, 99 % 이상, 99.98 % 이상, 99.99 % 이상, 99.999 % 이상, 99.9998 % 이상 또는 99.9999 % 이상의 클렙시엘라 뉴모니애 감소(성장 억제)를 나타낼 수 있다.In some embodiments, the formulations, structures and/or fibers exhibit improved antibacterial performance. For example, the formulation, structure and/or fiber may contain at least 90%, such as at least 95%, at least 99%, at least 99.98%, at least 99.99%, at least 99.999%, at least 99.9998% as measured by ISO 20743-13. or greater than or equal to 99.9999% or greater Klebsiella pneumoniae reduction (growth inhibition).

로그 감소(황색 포도상 구균)의 관점에서, 상기 제형, 구조체 및/또는 섬유는 2.0 초과, 예를 들어 3.0 초과, 3.5 초과, 4.0 초과, 4.5 초과, 4.375 초과 또는 5.0 초과의 로그 감소를 나타낼 수 있다.In terms of log reduction (S. aureus), the formulation, structure and/or fiber may exhibit a log reduction greater than 2.0, such as greater than 3.0, greater than 3.5, greater than 4.0, greater than 4.5, greater than 4.375 or greater than 5.0. .

로그 감소(클렙시엘라 뉴모니애)의 관점에서, 상기 제형, 구조체 및/또는 섬유는 3.0 초과, 예를 들어 3.75 초과, 4.0 초과, 4.0 초과, 4.5 초과, 4.75 초과, 5.0 초과, 5.5 초과 또는 6.0 초과의 로그 감소를 나타낼 수 있다.In terms of log reduction (Klebsiella pneumoniae), the formulation, structure and/or fiber has a greater than 3.0, such as greater than 3.75, greater than 4.0, greater than 4.0, greater than 4.5, greater than 4.75, greater than 5.0, greater than 5.5 or log reduction greater than 6.0.

섬유 치수 및 분포Fiber dimensions and distribution

본 명세서에 개시된 섬유는 마이크로섬유, 예를 들어 평균 섬유 직경이 25 마이크론 미만인 섬유, 또는 나노섬유, 예를 들어 평균 섬유 직경이 1000 nm(1 마이크론) 미만인 섬유이다.Fibers disclosed herein are microfibers, such as fibers having an average fiber diameter of less than 25 microns, or nanofibers, such as fibers having an average fiber diameter of less than 1000 nm (1 micron).

일부 양태에서, 상기 섬유는, 일반적으로 피부에 닿는 적용례에 적합하지 않은 카페트-관련 적용례를 위해 형성된 섬유의 직경보다 작은 평균 섬유 직경을 갖는다. 예를 들어, 섬유는 25 마이크론 미만, 예를 들어 20 마이크론 미만, 18 마이크론 미만, 17 마이크론 미만, 15 마이크론 미만, 12 마이크론 미만, 10 마이크론 미만, 7 마이크론 미만, 5 마이크론 미만, 3 마이크론 미만 또는 2 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다.In some embodiments, the fibers have an average fiber diameter that is less than the diameter of fibers formed for carpet-related applications that are not generally suitable for applications that touch the skin. For example, the fiber is less than 25 microns, such as less than 20 microns, less than 18 microns, less than 17 microns, less than 15 microns, less than 12 microns, less than 10 microns, less than 7 microns, less than 5 microns, less than 3 microns, or 2 microns. It may have an average fiber diameter of less than a micron.

일부 경우에, 부직(의 섬유층) 내의 나노섬유의 평균 섬유 직경은 1 마이크론 미만, 예를 들어 950 나노미터 미만, 925 나노미터 미만, 900 나노미터 미만, 800 나노미터 미만, 700 나노미터 미만, 600 나노미터 미만 또는 500 나노미터 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 나노섬유의 평균 섬유 직경은 적어도 100 나노미터, 적어도 110 나노미터, 적어도 115 나노미터, 적어도 120 나노미터, 적어도 125 나노미터, 적어도 130 나노미터 또는 적어도 150 나노미터일 수 있다. 범위 측면에서, 나노섬유의 평균 섬유 직경은 100 내지 1000 나노미터, 예를 들어 110 내지 950 나노미터, 115 내지 925 나노미터, 120 내지 900 나노미터, 125 내지 800 나노미터, 125 내지 700 나노미터, 130 내지 600 나노미터 또는 150 내지 500 나노미터일 수 있다. 이러한 평균 섬유 직경은, 본원에 개시된 방사 방법에 의해 형성된 나노섬유를 전기 방사 방법에 의해 형성된 나노섬유와 구별할 수 있다. 전기 방사 방법은 전형적으로 100 나노미터 미만, 예를 들어 50 내지 100 나노미터 미만의 평균 섬유 직경을 갖는다. 이론에 얽매이지 않고, 이러한 작은 나노섬유 직경은, 섬유의 강도를 감소시키고 나노섬유를 취급하는 데 어려움을 증가시킬 수 있다고 믿어진다. 일부 전기 방사 방법이 고려될 수 있다.In some cases, the average fiber diameter of the nanofibers in (the fibrous layer of) the nonwoven is less than 1 micron, such as less than 950 nanometers, less than 925 nanometers, less than 900 nanometers, less than 800 nanometers, less than 700 nanometers, 600 nanometers or less. It may be less than a nanometer or less than 500 nanometers. In terms of a lower limit, the average fiber diameter of the nanofibers can be at least 100 nanometers, at least 110 nanometers, at least 115 nanometers, at least 120 nanometers, at least 125 nanometers, at least 130 nanometers or at least 150 nanometers. In terms of range, the nanofibers have an average fiber diameter of 100 to 1000 nanometers, such as 110 to 950 nanometers, 115 to 925 nanometers, 120 to 900 nanometers, 125 to 800 nanometers, 125 to 700 nanometers, 130 to 600 nanometers or 150 to 500 nanometers. This average fiber diameter can distinguish nanofibers formed by the spinning method disclosed herein from nanofibers formed by the electrospinning method. Electrospinning methods typically have an average fiber diameter of less than 100 nanometers, for example less than 50 to 100 nanometers. Without being bound by theory, it is believed that these small nanofiber diameters can reduce the strength of the fibers and increase the difficulty in handling the nanofibers. Several electrospinning methods are contemplated.

일부 경우에, 부직 내의 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 25 마이크론 미만, 예를 들어 24 마이크론 미만, 22 마이크론 미만, 20 마이크론 미만, 15 마이크론 미만, 10 마이크론 미만 또는 5 마이크론 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 부직에서의 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 적어도 1 마이크론, 적어도 2 마이크론, 적어도 3 마이크론, 적어도 5 마이크론, 적어도 7 마이크론, 또는 적어도 10 마이크론일 수 있다. 범위의 관점에서, 부직의 섬유 층에서의 나노섬유의 평균 섬유 직경은 1 내지 25 마이크론, 예를 들어 2 내지 24 마이크론, 3 내지 22 마이크론, 5 내지 20 마이크론, 7 내지 15 마이크론, 2 내지 10 마이크론 또는 1 내지 5 마이크론일 수 있다. 이러한 평균 섬유 직경은 본원에 개시된 방사 방법에 의해 형성된 마이크로섬유를 전기 방사 방법에 의해 형성된 섬유와 구별한다.In some cases, the average fiber diameter of the microfibers in the nonwoven may be less than 25 microns, such as less than 24 microns, less than 22 microns, less than 20 microns, less than 15 microns, less than 10 microns, or less than 5 microns. As a lower limit, the average fiber diameter of the microfibers in the nonwoven can be at least 1 micron, at least 2 microns, at least 3 microns, at least 5 microns, at least 7 microns, or at least 10 microns. In terms of range, the average fiber diameter of the nanofibers in the non-woven fibrous layer is 1 to 25 microns, such as 2 to 24 microns, 3 to 22 microns, 5 to 20 microns, 7 to 15 microns, 2 to 10 microns. or 1 to 5 microns. This average fiber diameter distinguishes microfibers formed by the spinning methods disclosed herein from fibers formed by electrospinning methods.

개시된 방법 및 제형의 사용은 섬유 직경의 구체적이고 유익한 분포를 유도한다. 예를 들어, 나노섬유의 경우, 나노섬유의 20 % 미만, 예를 들어 17.5 % 미만, 15 % 미만, 12.5 % 미만 또는 10 % 미만은 700 나노미터 초과의 섬유 직경을 가질 수 있다. 하한의 관점에서, 나노섬유의 1 % 이상, 예를 들어 2 % 이상, 3 % 이상, 4 % 이상 또는 5 % 이상은 700 나노미터 초과의 섬유 직경을 가질 수 있다. 범위 측면에서, 나노섬유의 1 내지 20 %, 예를 들어 2 내지 17.5 %, 3 내지 15 %, 4 내지 12.5 %, 또는 5 내지 10 %는 700 나노미터 초과의 섬유 직경을 갖는다. 이러한 분포는 본원에 기재된 나노섬유 부직 제품을 전기 방사에 의해 형성된 제품(보다 작은 평균 직경(50-100 나노미터) 및 훨씬 더 좁은 분포) 및 비-나노섬유 용융 방사에 의해 형성된 제품(훨씬 더 큰 분포를 가짐)과 구별할 수 있다. 예를 들어, 비-나노섬유 원심 방사 부직은, WO 2017/214085에 개시되어 있고, WO 2017/214085의 도 10A에 도시된 매우 광범위한 분포를 갖는 2.08 내지 4.4 마이크론의 섬유 직경을 보고한다. 그러나, 원하는 섬유 직경과 분포에 따라 전기 방사를 계속 사용할 수 있다.Use of the disclosed method and formulation results in a specific and beneficial distribution of fiber diameter. For example, in the case of nanofibers, less than 20% of the nanofibers may have a fiber diameter greater than 700 nanometers, such as less than 17.5%, less than 15%, less than 12.5% or less than 10%. In terms of the lower limit, at least 1%, such as at least 2%, at least 3%, at least 4% or at least 5% of the nanofibers may have a fiber diameter greater than 700 nanometers. In terms of range, 1 to 20%, such as 2 to 17.5%, 3 to 15%, 4 to 12.5%, or 5 to 10% of the nanofibers have a fiber diameter greater than 700 nanometers. These distributions can be compared to products formed by electrospinning (smaller average diameter (50-100 nanometers) and much narrower distribution) and products formed by non-nanofiber melt spinning (much larger distribution) can be distinguished. For example, non-nanofiber centrifugally spun nonwovens are disclosed in WO 2017/214085 and report fiber diameters of 2.08 to 4.4 microns with a very broad distribution shown in FIG. 10A of WO 2017/214085. However, electrospinning can still be used depending on the desired fiber diameter and distribution.

마이크로섬유의 경우, 섬유 직경은 마이크로섬유의 크기에 따라 바람직하게는 좁은 분포를 가질 수도 있다. 예를 들어, 마이크로섬유의 20 % 미만, 예를 들어 17.5 % 미만, 15 % 미만, 12.5 % 미만, 또는 10 % 미만은 평균 섬유 직경보다 2 마이크론 초과의 섬유 직경을 가질 수 있다. 하한의 관점에서, 마이크로섬유의 적어도 1 %, 예를 들어, 적어도 2 %, 적어도 3 %, 적어도 4 % 또는 적어도 5 %는 평균 섬유 직경보다 2 마이크론 초과의 섬유 직경을 가지고 있다. 범위 측면에서, 마이크로섬유의 1 내지 20 %, 예를 들어 2 내지 17.5 %, 3 내지 15 %, 4 내지 12.5 %, 또는 5 내지 10 %는 평균 섬유 직경보다 2 마이크론 초과의 섬유 직경을 갖는다. 추가 예에서, 상기 언급된 분포는 평균 섬유 직경의 1.5 마이크론 이내, 예를 들어 1.25 마이크론 이내, 1 마이크론 이내 또는 500 나노미터 이내일 수 있다.In the case of microfibers, the fiber diameter may preferably have a narrow distribution depending on the size of the microfibers. For example, less than 20% of the microfibers may have a fiber diameter greater than 2 microns above the average fiber diameter, such as less than 17.5%, less than 15%, less than 12.5%, or less than 10%. In terms of the lower limit, at least 1%, such as at least 2%, at least 3%, at least 4% or at least 5% of the microfibers have a fiber diameter greater than 2 microns above the average fiber diameter. In terms of range, 1 to 20% of the microfibers, such as 2 to 17.5%, 3 to 15%, 4 to 12.5%, or 5 to 10%, have a fiber diameter greater than 2 microns above the average fiber diameter. In a further example, the aforementioned distribution may be within 1.5 microns of the mean fiber diameter, such as within 1.25 microns, within 1 micron or within 500 nanometers.

일부 양태에서, 상이한 평균 섬유 직경을 갖는 섬유의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 나노섬유와 마이크로섬유의 조합, 예를 들어 평균 섬유 직경이 1 마이크론 미만인 섬유와 평균 섬유 직경이 1 내지 25 마이크론인 섬유의 조합이 사용될 수 있다. 추가 측면에서, 상이한 평균 섬유 직경을 갖는 나노섬유의 조합이 사용될 수 있다. 또 다른 측면에서, 상이한 섬유 직경을 갖는 마이크로섬유의 조합이 사용될 수 있다. 또 다른 측면에서, 상이한 섬유 직경을 갖는 3 개, 4 개, 5 개 또는 그 이상의 섬유의 조합이 사용될 수 있다.In some embodiments, combinations of fibers having different average fiber diameters may be used. For example, a combination of nanofibers and microfibers may be used, such as a combination of fibers having an average fiber diameter of less than 1 micron and fibers having an average fiber diameter of 1 to 25 microns. In a further aspect, combinations of nanofibers with different average fiber diameters may be used. In another aspect, combinations of microfibers with different fiber diameters may be used. In another aspect, combinations of 3, 4, 5 or more fibers of different fiber diameters may be used.

한 양태에서, 원하는 특성을 위해 블렌딩된 상이한 RV 값(둘 다 330 미만이고, 1 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 가짐)을 갖는 2 개의 관련 중합체를 갖는 이점이 예상된다. 예를 들어, 폴리아미드의 융점을 증가시키거나 RV를 조정하거나 기타 특성을 조정할 수 있다.In one embodiment, the benefits of having two related polymers with different RV values (both less than 330 and average fiber diameter less than 1 micron) blended for desired properties are envisaged. For example, the melting point of the polyamide may be increased, the RV adjusted, or other properties may be adjusted.

한 양태에서, 원하는 특성을 위해 블렌딩된 상이한 RV 값(둘 다 330 미만이고, 본원에서 논의된 평균 섬유 직경을 가짐)을 갖는 2 개의 관련 중합체를 갖는 이점이 예상된다. 예를 들어, 폴리아미드의 융점을 증가시키거나 RV를 조정하거나 기타 특성을 조정할 수 있다.In one aspect, the benefits of having two related polymers with different RV values (both less than 330 and having average fiber diameters discussed herein) are envisaged for the desired properties. For example, the melting point of the polyamide may be increased, the RV adjusted, or other properties may be adjusted.

항균 섬유 및 직물은 유리하게는 내구성 있는 항균 특성을 갖는다. 일부 측면에서, 항균 섬유는 폴리아미드, 폴리에스터 및 이들의 블렌드로부터 형성될 수 있다. 항균 섬유는 직물, 예를 들어 운동복 또는 기타 피부에 닿는 의류와 같은 의류에 유리한 항균 특성을 부여하는 부직을 형성하도록 방사될 수 있다.Antimicrobial fibers and fabrics advantageously have durable antimicrobial properties. In some aspects, antimicrobial fibers can be formed from polyamides, polyesters, and blends thereof. Antimicrobial fibers can be spun to form nonwovens that impart beneficial antibacterial properties to fabrics, for example apparel such as sportswear or other close-to-skin apparel.

일부 양태에서, 폴리아미드 조성물은 영구적인 항균 특성을 갖는 항균 성형 및 가공된 제품을 생산하는 데 사용된다. 일부 측면에서, 항균 폴리아미드 조성물을 포함하는 성형 및 가공된 제품이 생성된다. 일부 측면에서, 폴리아미드 조성물은, 예를 들어 첨가제의 2개의 비제한적 예인 EBS 및 폴리에틸렌 왁스와 같은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.In some embodiments, polyamide compositions are used to produce antimicrobial molded and engineered articles having permanent antimicrobial properties. In some aspects, molded and engineered articles comprising the antimicrobial polyamide composition are produced. In some aspects, the polyamide composition may further include additives such as, for example, EBS and polyethylene wax, two non-limiting examples of additives.

일부 양태에서, 폴리아미드 조성물은 플라스틱의 성형 공정 동안의 직접 첨가 후 사출 성형, 압출 성형, 취입 또는 라미네이팅 처리 방법에 이용될 수 있다. 다른 양태에서, 폴리아미드 조성물을 첨가하여 성형 제품을 형성하는 데 사용되는 마스터 배치를 형성할 수 있다.In some embodiments, the polyamide composition may be used in injection molding, extrusion molding, blowing or laminating treatment methods after direct addition during the molding process of plastics. In another aspect, a polyamide composition may be added to form a master batch used to form molded articles.

일부 양태는 폴리아미드 조성물을 포함하는 성형 및 가공된 제품에 관한 것이다. 일부 측면에서, 성형 및 가공된 제품은 산업 용품, 다양한 포장지, 소비자 용품 또는 의료 용품이고, 성형 및 가공된 제품은 인테리어 재료, 예컨대 블라인드, 벽지 및 장판; 식품 관련 제품, 예컨대 포장용 필름, 저장 용기 및 도마; 가습기, 세탁기 및 식기 세척기와 같은 기기; 엔지니어링 재료, 예컨대 급수 및 배수 파이프 및 콘크리트; 의료 분야의 핵심 재료; 및 코팅과 같은 산업 목적을 위한 제품이다. 성형 및 가공된 제품은 엔지니어링 재료, 즉, 인체 삽입용 의료 기기/제품, 예컨대 의료용 카테터, 보철물, 뼈 수리용 제품, 의료용 수혈 백 등에 특히 유용한다.Some aspects relate to molded and processed articles comprising polyamide compositions. In some aspects, the molded and processed product is an industrial product, various wrapping paper, consumer product, or medical product, and the molded and processed product is an interior material such as blinds, wallpaper, and flooring; food-related products such as packaging films, storage containers and cutting boards; appliances such as humidifiers, washing machines and dishwashers; engineering materials such as water supply and drainage pipes and concrete; key materials in the medical field; and products for industrial purposes such as coatings. Molded and processed products are particularly useful as engineering materials, ie, medical devices/products for human implantation, such as medical catheters, prostheses, bone repair products, medical blood transfusion bags, and the like.

항균 섬유 및 직물은 유리하게는 내구성 있는 항균 특성을 갖는다. 일부 측면에서, 항균 섬유는 폴리아미드, 폴리에스테르 및 이들의 블렌드로부터 형성될 수 있다. 항균 섬유는 텍스타일, 예를 들어 운동복 또는 피부와 닿는 의류와 같은 의류에 유리한 항균 특성을 부여하는 부직을 형성하도록 방사될 수 있다.Antimicrobial fibers and fabrics advantageously have durable antimicrobial properties. In some aspects, the antimicrobial fibers may be formed from polyamides, polyesters, and blends thereof. The antimicrobial fibers can be spun to form nonwovens that impart beneficial antibacterial properties to textiles, for example apparel such as sportswear or skin contact apparel.

일부 양태에서, 폴리아미드 조성물은 영구 항균 특성을 갖는 항균 성형 및 가공된 제품을 생산하는 데 사용된다. 일부 측면에서, 항균 폴리아미드 조성물을 포함하는 성형 및 가공된 제품이 생성된다. 일부 측면에서, 폴리아미드 조성물은, 첨가제의 2 가지 비제한적 예인, 예를 들어 EBS 및 폴리에틸렌 왁스와 같은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.In some embodiments, the polyamide composition is used to produce antimicrobial molded and engineered articles having permanent antimicrobial properties. In some aspects, molded and engineered articles comprising the antimicrobial polyamide composition are produced. In some aspects, the polyamide composition may further include additives such as EBS and polyethylene wax, two non-limiting examples of additives.

일부 양태에서, 폴리아미드 조성물은, 플라스틱의 성형 공정 동안 직접 첨가한 후 사출 성형, 압출 성형, 취입 또는 라미네이팅 처리 방법에 사용될 수 있다. 다른 양태에서, 폴리아미드 조성물을 첨가하여 성형 제품을 형성하는 데 사용되는 마스터 배치를 형성할 수 있다.In some embodiments, the polyamide composition may be added directly during the molding process of plastics and then used in injection molding, extrusion molding, blowing or laminating treatment methods. In another aspect, a polyamide composition may be added to form a master batch used to form molded articles.

일부 양태는, 폴리아미드 조성물을 포함하는 성형 및 가공된 제품에 관한 것이다. 일부 측면에서, 성형 및 가공된 제품은 산업 용품(supply), 다양한 포장지(wrapper), 소비자 용품 또는 의료 용품이고, 성형 및 가공된 제품은 블라인드, 벽지 및 바닥 덮개와 같은 내부 재료; 포장용 필름, 저장 용기, 도마 등 식품 관련 제품; 가습기, 세탁기, 및 식기 세척기와 같은 기기; 급수 및 배수관, 및 콘크리트와 같은 엔지니어링 재료; 의료 분야의 코어 재료; 및 코팅과 같은 산업용 제품에 적용될 수 있다. 의료 용품, 즉 성형 및 가공된 제품은 의료용 카테터, 보철물, 뼈 치료용 제품, 의료용 수혈 백 등 인체 삽입용 의료 장치/제품 등에 특히 유용하다.Some aspects relate to molded and processed articles comprising polyamide compositions. In some aspects, the molded and processed products are industrial supplies, various wrappers, consumer products, or medical products, and the molded and processed products are interior materials such as blinds, wallpaper, and floor coverings; food-related products such as packaging films, storage containers, and cutting boards; appliances such as humidifiers, washing machines, and dishwashers; water supply and drainage pipes, and engineering materials such as concrete; core materials in the medical field; and industrial products such as coatings. Medical articles, that is, molded and processed products, are particularly useful for medical devices/products for insertion into the human body, such as medical catheters, prostheses, bone treatment products, and medical blood transfusion bags.

폴리아미드, 제형, 구조체 및 섬유의 RVRV of polyamides, formulations, structures and fibers

폴리아미드 및 제형(및 생성된 구조체 및 생성물)의 RV는 일반적으로 25℃에서 모세관 점도계에서 측정된 용액 또는 용매 점도의 비이다(ASTM D 789)(2015). 본 발명의 목적을 위해, 용매는 10 중량%의 물과 90 중량%의 포름산을 함유하는 포름산이다. 용액은 용매에 용해된 8.4 중량% 중합체이다.The RV of polyamides and formulations (and resulting structures and products) is the ratio of solution or solvent viscosities, generally measured in a capillary viscometer at 25° C. (ASTM D 789) (2015). For the purposes of this invention, the solvent is formic acid containing 10% by weight of water and 90% by weight of formic acid. The solution is 8.4 wt % polymer dissolved in solvent.

개시된 중합체 및 생성물과 관련하여 사용된 RV(ηr)는 포름산의 절대 점도에 대한 중합체 용액의 절대 점도 대 의 비이다 :RV(η r ), as used in connection with the disclosed polymers and products, is the ratio of the absolute viscosity of the polymer solution to the absolute viscosity of formic acid:

ηr = (ηpf) = (fr x dp x tp)/ ηf η r = (η pf ) = (f r xd p xt p )/ η f

상기 식에서, In the above formula,

dp = 25℃에서의 포름산-중합체 용액의 밀도,d p =density of formic acid-polymer solution at 25 °C,

tp = 포름산-중합체 용액에 대한 평균 유출(efflux) 시간,t p = average efflux time for formic acid-polymer solution,

ηf = 포름산의 절대 점도, kPa x s(E+6cP), 및η f = absolute viscosity of formic acid, kPa xs (E+6cP), and

fr = 점도계 튜브 인자, mm2/s (cSt)/s = ηr /t3.f r = viscometer tube factor, mm 2 /s (cSt)/s = η r /t 3 .

50 RV 표본에 대한 전형적 계산:A typical calculation for a 50 RV sample:

ηr = (fr x dp x tp)/ηfηr = (fr x dp x tp)/ηf

상기 식에서,In the above formula,

fr = 점도계 튜브 인자, 전형적으로 0.485675 cSt/s,fr = viscometer tube factor, typically 0.485675 cSt/s;

dp = 중합체-포름산 용액의 밀도, 전형적으로 1.1900 g/ml,dp = density of the polymer-formic acid solution, typically 1.1900 g/ml,

tp = 중합체-포름산 용액에 대한 평균 유출 시간, 전형적으로 135.00 초,tp = average bleed time for polymer-formic acid solution, typically 135.00 seconds;

ηf = 포름산의 절대 점도, 전형적으로 1.56 cP,ηf = absolute viscosity of formic acid, typically 1.56 cP;

ηr = (0.485675 cSt/s x 1.1900 g/ml x 135.00 s)/ 1.56 cP = 50.0의 RV를 제공한다. 용어 t3은 ASTM D789 (2015)에서 요구하는 포름산의 절대 점도 측정에 사용되는 S-3 보정 오일의 유출 시간이다.ηr = (0.485675 cSt/sx 1.1900 g/ml x 135.00 s)/ 1.56 cP = giving an RV of 50.0. The term t 3 is the expulsion time of the S-3 calibration oil used in the measurement of the absolute viscosity of formic acid required by ASTM D789 (2015).

유리하게는, 상기 확인된 비율의 아연 및 임의적으로 인을 첨가하면 폴리아미드 제형, 구조체 및/또는 섬유의 유익한 상대 점도가 생성될 수 있다는 것이 발견되었다. 일부 양태에서, RV는 1 내지 100, 예를 들어 10 내지 100, 20 내지 100, 25 내지 80, 30 내지 60, 40 내지 50, 1 내지 40, 10 내지 30, 15 내지 20, 20 내지 35, 또는 25 내지 32 범위이다. 하한과 관련하여, RV는 1 초과, 예를 들어 10 초과, 15 초과, 20 초과, 25 초과, 30 초과, 35 초과, 또는 40 초과일 수 있다. 상한의 관점에서, RV는 100 미만, 예를 들어 80 미만, 60 미만, 40 미만, 35 미만, 32 미만, 30 미만, 또는 20 미만일 수 있다.Advantageously, it has been found that the addition of zinc and optionally phosphorus in the proportions identified above can produce beneficial relative viscosities of polyamide formulations, structures and/or fibers. In some embodiments, RV is 1 to 100, for example 10 to 100, 20 to 100, 25 to 80, 30 to 60, 40 to 50, 1 to 40, 10 to 30, 15 to 20, 20 to 35, or 25 to 32 range. With respect to the lower limit, RV can be greater than 1, such as greater than 10, greater than 15, greater than 20, greater than 25, greater than 30, greater than 35, or greater than 40. In terms of an upper limit, the RV can be less than 100, such as less than 80, less than 60, less than 40, less than 35, less than 32, less than 30, or less than 20.

일부 양태에서, (전구체) 폴리아미드의 RV는 하한이 2 이상, 예를 들어 3 이상, 4 이상 또는 5 이상이다. 상한의 관점에서, 폴리아미드는 RV를 갖는다. 330 이하, 300 이하, 275 이하, 250 이하, 225 이하, 200 이하, 150 이하, 100 이하 또는 60 이하. 범위의 관점에서, 폴리아미드는 2 내지 330, 예를 들어 2 내지 300, 2 내지 275, 2 내지 250, 2 내지 225, 2 내지 200, 2 내지 100, 2 내지 60, 2 내지 50, 2 내지 40, 10 내지 40, 또는 15 내지 40 및 사이의 임의의 값의 RV를 가질 수 있다.In some embodiments, the RV of the (precursor) polyamide has a lower limit of 2 or more, such as 3 or more, 4 or more, or 5 or more. In terms of the upper limit, polyamides have RV. 330 or less, 300 or less, 275 or less, 250 or less, 225 or less, 200 or less, 150 or less, 100 or less, or 60 or less. In terms of ranges, polyamides can range from 2 to 330, such as 2 to 300, 2 to 275, 2 to 250, 2 to 225, 2 to 200, 2 to 100, 2 to 60, 2 to 50, 2 to 40 , 10 to 40, or 15 to 40 and any value in between.

일부 양태에서, 부직 구조체의 RV는 하한이 2 이상, 예를 들어 3 이상, 4 이상, 또는 5 이상이다. 상한과 관련하여, 나노섬유 부직 제품은 330 이하, 300 이하, 275 이하, 250 이하, 225 이하, 200 이하, 150 이하, 100 이하 또는 60 이하의 RV를 갖는다. 범위 측면에서, 부직은 2 내지 330, 예를 들어 2 내지 300, 2 내지 275, 2 내지 250, 2 내지 225, 2 내지 200, 2 내지 100, 2 내지 60, 2 내지 50, 2 내지 40, 10 내지 40, 또는 15 내지 40 및 사이의 임의의 값의 RV를 가질 수 있다.In some embodiments, the RV of the nonwoven structure has a lower limit of 2 or more, such as 3 or more, 4 or more, or 5 or more. With respect to the upper limit, the nanofibrous nonwoven product has an RV of 330 or less, 300 or less, 275 or less, 250 or less, 225 or less, 200 or less, 150 or less, 100 or less, or 60 or less. In terms of ranges, nonwovens may range from 2 to 330, such as 2 to 300, 2 to 275, 2 to 250, 2 to 225, 2 to 200, 2 to 100, 2 to 60, 2 to 50, 2 to 40, 10 to 40, or 15 to 40 and any value in between.

(전구체) 폴리아미드 조성물의 RV와 부직 구조체 또는 그의 섬유의 RV 사이의 관계는 다양할 수 있다. 일부 측면에서, 부직의 RV는 폴리아미드 조성물의 RV보다 낮을 수 있다. 통상적으로 RV를 감소시키는 것은 나일론 66을 방사할 때 바람직한 실시가 아니었다. 그러나, 본 발명자들은, 마이크로섬유와 나노섬유의 생산에서 이점이 있다는 것을 발견했다. 용융 방사 방법에서 보다 낮은 RV 폴리아미드 나일론, 예를 들어 보다 낮은 RV 나일론 66을 사용하면 놀랍게도 필라멘트 직경이 예기치 않게 작은 마이크로섬유 및 나노섬유 필라멘트가 생성되는 것으로 밝혀졌다.The relationship between the RV of the (precursor) polyamide composition and the RV of the nonwoven structure or fibers thereof may vary. In some aspects, the RV of the nonwoven may be lower than the RV of the polyamide composition. Reducing the RV has traditionally not been the preferred practice when spinning nylon 66. However, the inventors have found that there are advantages in the production of microfibers and nanofibers. It has been surprisingly found that the use of lower RV polyamide nylons, such as lower RV nylon 66, in the melt spinning process results in microfiber and nanofiber filaments with unexpectedly small filament diameters.

RV를 낮추는 방법은 매우 다양할 수 있다. 경우에 따라 분석법 온도를 높여 RV를 낮출 수 있다. 그러나, 일부 양태에서, 온도 상승은 반응 평형 상수가 아니라 반응의 동역학에 영향을 미치기 때문에 RV를 약간만 낮출 수 있다. 본 발명자들은, 유리하게는, 폴리아미드, 예를 들어 나일론 66의 RV가 수분을 첨가하여 중합체를 해중합함으로써 낮아질 수 있음을 발견했다. 폴리아미드가 가수 분해되기 시작하기 전에 최대 5 %, 예를 들어 최대 4 %, 최대 3 %, 최대 2 % 또는 최대 1 %의 수분이 포함될 수 있다. 이 기술은 (RV를 감소시키기 위해) 폴리아미드에 다른 중합체, 예를 들어 폴리프로필렌을 첨가하는 통상적인 방법에 비해 놀라운 이점을 제공한다.There are many different ways to lower RV. In some cases, the RV can be lowered by increasing the method temperature. However, in some embodiments, an increase in temperature may only slightly lower the RV because it affects the kinetics of the reaction and not the reaction equilibrium constant. The inventors have found that, advantageously, the RV of polyamides, such as nylon 66, can be lowered by depolymerizing the polymer with the addition of moisture. Before the polyamide begins to hydrolyze, it may contain up to 5% moisture, for example up to 4%, up to 3%, up to 2% or up to 1% moisture. This technology offers surprising advantages over conventional methods of adding other polymers, such as polypropylene, to polyamides (to reduce RV).

일부 측면에서, RV는, 예를 들어 온도를 낮추고, 아연 양을 조정하고, 및/또는 수분을 감소시킴으로써 조정될 수 있다. 다시 말하지만, 온도는 수분 함량에 비해 RV 조정에 상대적으로 적당한 영향을 미친다. 수분 함량은 1ppm 이상, 예를 들어 5ppm 이상, 10ppm 이상, 100ppm 이상, 500ppm 이상, 1000ppm 이상 또는 2500ppm 이상 정도로 낮게 감소될 수 있다. 수분 함량의 감소는 또한 본원에서 추가로 논의되는 TDI 및 ODI 값을 감소시키는 데 유리하다. 촉매를 포함하면 역학에 영향을 미칠 수 있지만 실제 평형 상수에는 영향을 미치지 않는다.In some aspects, RV can be adjusted by lowering the temperature, adjusting the amount of zinc, and/or reducing moisture, for example. Again, temperature has a relatively moderate effect on RV tuning compared to moisture content. The moisture content may be reduced to as low as 1 ppm or higher, such as 5 ppm or higher, 10 ppm or higher, 100 ppm or higher, 500 ppm or higher, 1000 ppm or higher or 2500 ppm or higher. Reducing the moisture content is also beneficial for reducing the TDI and ODI values discussed further herein. Inclusion of a catalyst may affect the dynamics, but not the actual equilibrium constant.

일부 측면에서, 부직의 RV는 방사 전 폴리아미드의 RV보다 20 % 이상, 예를 들어, 25 % 이상, 30 % 이상, 35 % 이상, 40 % 이상, 45 % 이상 또는 90 % 이상 적다.In some aspects, the RV of the nonwoven is at least 20% less than the RV of the polyamide before spinning, such as at least 25%, at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, or at least 90% less.

다른 측면에서, 부직의 RV는 방사 전 폴리아미드의 RV보다 적어도 5 %, 예를 들어, 적어도 10 %, 적어도 15 %, 적어도 20 %, 적어도 25 %, 적어도 30 % 또는 적어도 35 % 더 크다.In another aspect, the RV of the nonwoven is at least 5% greater than the RV of the polyamide before spinning, such as at least 10%, at least 15%, at least 20%, at least 25%, at least 30% or at least 35% greater.

또 다른 측면에서, 폴리아미드의 RV 및 부직의 RV는 실질적으로 동일할 수 있으며, 예를 들어 서로 5 % 이내일 수 있다.In another aspect, the RV of the polyamide and the RV of the nonwoven may be substantially the same, for example within 5% of each other.

본 발명의 추가 양태는, 평균 섬유 직경이 25 마이크론 미만이고 RV가 2 내지 330인 폴리아미드 나노섬유 및/또는 마이크로섬유를 포함하는 항균 구조체의 제조를 포함한다. 이 대안적인 양태에서, 바람직하게 RV 범위는 다음을 포함한다: 2 내지 330, 예를 들어 2 내지 300, 2 내지 275, 2 내지 250, 2 내지 225, 2 내지 200, 2 내지 100, 2 내지 60, 2 내지 50, 2 내지 40, 10 내지 40, 또는 15 내지 40. 나노섬유 및/또는 마이크로섬유는 후속적으로 부직 웹으로 전환된다. RV가 약 10 내지 30, 예를 들어 20 내지 30을 넘어서 증가함에 따라, 작동 온도는 고려해야 할 더 큰 매개 변수가 된다. RV가 약 10 내지 30, 예를 들어 20 내지 30의 범위를 초과하는 경우, 중합체가 가공 목적으로 용융되도록 온도를 신중하게 제어해야 한다. 용융 기술의 방법 또는 예, 및 섬유 생산 장치의 온도를 독립적으로 제어하기 위해 기기에서 사용될 수 있는 가열 및 냉각 소스는 미국 특허 제 8,777,599 호(본원에 참고로 인용됨)에 기재되어 있다. 비제한적인 예로는 저항 히터, 복사 히터, 냉 가스 또는 가열된 가스(공기 또는 질소), 또는 전도성, 대류성 또는 복사 열 전달 메커니즘을 포함한다.A further aspect of the present invention involves the preparation of an antimicrobial structure comprising polyamide nanofibers and/or microfibers having an average fiber diameter of less than 25 microns and an RV of 2 to 330. In this alternative embodiment, preferably the RV ranges include: 2 to 330, such as 2 to 300, 2 to 275, 2 to 250, 2 to 225, 2 to 200, 2 to 100, 2 to 60 , 2 to 50, 2 to 40, 10 to 40, or 15 to 40. The nanofibers and/or microfibers are subsequently converted into a nonwoven web. As the RV increases beyond about 10 to 30, for example 20 to 30, operating temperature becomes a larger parameter to consider. When the RV exceeds the range of about 10 to 30, for example 20 to 30, the temperature must be carefully controlled so that the polymer melts for processing purposes. A method or example of a melt technique, and a heating and cooling source that can be used in the machine to independently control the temperature of the fiber production equipment, is described in U.S. Patent No. 8,777,599 (herein incorporated by reference). Non-limiting examples include resistive heaters, radiant heaters, cold gas or heated gas (air or nitrogen), or conductive, convective or radiant heat transfer mechanisms.

부직 폴리아미드 특성Nonwoven Polyamide Properties

본 명세서에 기재된 방사 공정은 상대적으로 낮은 산화 분해 지수("ODI") 값을 갖는 항균 부직 폴리아미드 구조체(및 섬유)를 형성할 수 있다. ODI가 낮을수록 제조 중 산화 분해가 덜 심한 것을 나타낸다. 일부 측면에서, ODI는 10 내지 150ppm 범위일 수 있다. ODI는, 형광 검출기가 있는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 측정할 수 있다. 기기는 퀴닌 외부 표준으로 보정된다. 0.1g의 나일론을 10mL의 90 % 포름산에 용해시킨다. 이어서, 그 용액은 형광 검출기로 GPC에 의해 분석된다. ODI의 검출기 파장은, 여기(excitation)의 경우 340nm이고 방출의 경우 415nm이다. 상한의 관점에서, 항균 부직 폴리아미드의 ODI는 200ppm 이하, 예를 들어 180ppm 이하, 150ppm 이하, 125ppm 이하, 100ppm 이하, 75ppm 이하, 60ppm 또는 50ppm 이하일 수 있다. 하한의 관점에서, 항균 부직 폴리아미드의 ODI는 1ppm 이상, 5ppm 이상, 10ppm 이상, 15ppm 이상, 20ppm 이상 또는 25ppm 이상일 수 있다. 범위 측면에서, 항균 부직 폴리아미드의 ODI는 1 내지 200ppm, 1 내지 180ppm, 1 내지 150ppm, 5 내지 125ppm, 10 내지 100ppm, 1 내지 75ppm, 5 내지 60ppm, 또는 5 내지 50ppm일 수 있다.The spinning process described herein can form antimicrobial nonwoven polyamide structures (and fibers) with relatively low oxidative degradation index ("ODI") values. A lower ODI indicates less severe oxidative degradation during manufacturing. In some aspects, ODI can range from 10 to 150 ppm. ODI can be measured using gel permeation chromatography (GPC) with a fluorescence detector. The instrument is calibrated with an external standard of quinine. Dissolve 0.1 g of nylon in 10 mL of 90% formic acid. The solution is then analyzed by GPC with a fluorescence detector. The detector wavelength of ODI is 340 nm for excitation and 415 nm for emission. In terms of the upper limit, the ODI of the antimicrobial nonwoven polyamide may be 200 ppm or less, such as 180 ppm or less, 150 ppm or less, 125 ppm or less, 100 ppm or less, 75 ppm or less, 60 ppm or 50 ppm or less. In terms of the lower limit, the ODI of the antimicrobial nonwoven polyamide may be 1 ppm or more, 5 ppm or more, 10 ppm or more, 15 ppm or more, 20 ppm or more, or 25 ppm or more. In terms of range, the ODI of the antimicrobial nonwoven polyamide may be 1 to 200 ppm, 1 to 180 ppm, 1 to 150 ppm, 5 to 125 ppm, 10 to 100 ppm, 1 to 75 ppm, 5 to 60 ppm, or 5 to 50 ppm.

추가로, 본 명세서에 기술된 방사 공정은 상대적으로 낮은 열 분해 지수("TDI")를 생성할 수 있다. 보다 낮은 TDI는, 제조 중 폴리아미드의 열 이력이 덜 심함을 나타낸다. TDI에 대한 검출기 파장은, 여기의 경우 300nm, 방출의 경우 338nm인 것을 제외하고는 ODI와 동일하게 측정된다. 상한의 관점에서, 폴리아미드 나노섬유 부직의 TDI는 4000ppm 이하, 예를 들어 3500ppm 이하, 3100ppm 이하, 2500ppm 이하, 2000ppm 이하, 1000ppm 이하, 750ppm 또는 700ppm 이하일 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드 나노섬유 부직의 TDI는 20ppm 이상, 100ppm 이상, 125ppm 이상, 150ppm 이상, 175ppm 이상, 200ppm 이상, 또는 210ppm 이상일 수 있다. 범위 측면에서, 폴리아미드 나노섬유 부직의 TDI는 20 내지 400ppm, 100 내지 4000ppm, 125 내지 3500ppm, 150 내지 3100ppm, 175 내지 2500ppm, 200 내지 2000ppm, 210 내지 1000ppm, 200 내지 750ppm, 또는 200 또는 700ppm일 수 있다.Additionally, the spinning process described herein can produce a relatively low thermal degradation index (“TDI”). A lower TDI indicates less severe thermal history of the polyamide during manufacture. The detector wavelengths for TDI are measured the same as for ODI except that they are 300 nm for excitation and 338 nm for emission. In terms of the upper limit, the TDI of the polyamide nanofiber nonwoven may be 4000 ppm or less, such as 3500 ppm or less, 3100 ppm or less, 2500 ppm or less, 2000 ppm or less, 1000 ppm or less, 750 ppm or 700 ppm or less. In terms of the lower limit, the TDI of the polyamide nanofiber nonwoven may be 20 ppm or greater, 100 ppm or greater, 125 ppm or greater, 150 ppm or greater, 175 ppm or greater, 200 ppm or greater, or 210 ppm or greater. In terms of range, the TDI of the polyamide nanofiber nonwoven is 20 to 400 ppm, 100 to 4000 ppm, 125 to 3500 ppm, 150 to 3100 ppm, 175 to 2500 ppm, 200 to 2000 ppm, 210 to 1000 ppm, 200 to 750 ppm, or 200 or Number of days 700 ppm there is.

TDI 및 ODI 시험 방법은 미국 특허 제 5,411,710 호에도 개시되어 있다. 더 낮은 TDI 및/또는 ODI 값은, 항균 부직 폴리아미드가 더 큰 TDI 및/또는 ODI를 갖는 제품보다 더 내구성이 있음을 나타내기 때문에 유익하다. 상기에서 설명한 바와 같이, TDI와 ODI는 성능 저하(degradation)의 척도이며 성능 저하가 큰 제품은 성능이 떨어진다. 예를 들어, 이러한 제품은 불규칙한 염료 흡수, 낮은 열 안정성, 섬유가 열, 압력, 산소 또는 이들의 조합에 노출되는 여과 적용례에서의 짧은 수명, 산업용 섬유 적용례에서의 낮은 인성을 가질 수 있다.TDI and ODI test methods are also disclosed in U.S. Patent No. 5,411,710. A lower TDI and/or ODI value is beneficial because it indicates that the antimicrobial nonwoven polyamide is more durable than products with higher TDI and/or ODI. As described above, TDI and ODI are measures of degradation, and products with large degradation are inferior in performance. For example, such products may have erratic dye uptake, low thermal stability, short life in filtration applications where the fibers are exposed to heat, pressure, oxygen or combinations thereof, and low toughness in industrial textile applications.

더 낮은 TDI 및/또는 ODI를 갖는 항균 부직 폴리아미드를 형성하는데 사용될 수 있는 한 가지 가능한 방법은, 본원에 기술된 첨가제, 특히 항산화제를 포함하는 것이다. 이러한 항산화제는 기존 공정에서는 필요하지 않지만 분해를 억제하는 데 사용할 수 있다. 유용한 항산화제의 예로는 클라리언트에서 입수할 수 있는 할로겐화 구리와 닐로스타브(Nylostab)® S-EED®를 포함한다.One possible method that can be used to form antimicrobial nonwoven polyamides with lower TDI and/or ODI is the inclusion of additives, particularly antioxidants, as described herein. These antioxidants are not required in conventional processes but can be used to inhibit degradation. Examples of useful antioxidants include copper halide and Nylostab® S-EED® available from Clariant.

본원에 기술된 방사 방법은 또한 600 CFM/ft2 미만, 예를 들어 590 CFM/ft2 미만, 580 CFM/ft2 미만, 570 CFM/ft2 미만, 560 CFM/ft2 미만 또는 550 CFM/ft2 미만의 공기 투과도 값을 갖는 항균 부직 폴리아미드 구조체(또는 섬유)를 생성할 수 있다. 하한의 관점에서, 항균 부직 폴리아미드는 공기 투과도 값이 50 CFM/ft2 이상, 75 CFM/ft2 이상, 100 CFM/ft2 이상, 125 CFM/ft2 이상, 150 CFM/ft2 이상 또는 200 CFM/ft2 이상일 수 있다. 범위 측면에서, 항균 부직 폴리아미드는 50 내지 600 CFM/ft2, 75 내지 590 CFM/ft2, 100 내지 580 CFM/ft2, 125 내지 570 CFM/ft2, 150 내지 560 CFM/ft2, 또는 200 내지 550 CFM/ft2의 공기 투과성 값을 가질 수 있다.The spinning methods described herein may also be used to produce a radiation of less than 600 CFM/ft 2 , such as less than 590 CFM/ft 2 , less than 580 CFM/ft 2 , less than 570 CFM/ft 2 , less than 560 CFM/ft 2 or 550 CFM/ft 2 . It is possible to create an antimicrobial nonwoven polyamide structure (or fiber) with an air permeability value of less than 2 . In terms of the lower limit, the antimicrobial nonwoven polyamide has an air permeability value of 50 CFM/ft 2 or greater, 75 CFM/ft 2 or greater, 100 CFM/ft 2 or greater, 125 CFM/ft 2 or greater, 150 CFM/ft 2 or greater, or 200 CFM/ft 2 or greater. CFM/ft 2 or higher. In terms of range, the antimicrobial nonwoven polyamide has 50 to 600 CFM/ft 2 , 75 to 590 CFM/ft 2 , 100 to 580 CFM/ft 2 , 125 to 570 CFM/ft 2 , 150 to 560 CFM/ft 2 , or It may have an air permeability value of 200 to 550 CFM/ft 2 .

본원에 기술된 방사 방법은 또한 TSI 3160 자동 필터 시험기에 의해 측정시 1 내지 99.999 %, 예를 들어 1 내지 95 %, 1 내지 90 %, 1.5 내지 85 %, 또는 2 내지 80 %의 여과 효율을 갖는 항균 부직 폴리아미드를 생성할 수 있다. TSI 3160 자동 필터 시험기는 필터 재료의 효율을 시험하는 데 사용된다. 입자 침투와 압력 강하는 이 기기를 사용하여 측정되는 두 가지 중요한 매개 변수이다. 효율은 100 %-침투율이다. 입자 크기가 알려진 챌린지 용액이 사용된다. TSI 3160은 헤파 필터를 측정하는 데 사용되며 DOP 용액을 사용한다. 정전기 분류기와 이중 응축 입자 계수기(CPC)를 결합하여 단 분산 입자를 사용하여 15 내지 800nm의 대부분의 침투 입자 크기(MPPS)를 측정한다. 또한 최대 99.999999 %의 효율을 시험할 수 있다.The spinning methods described herein also have a filtration efficiency of 1 to 99.999%, such as 1 to 95%, 1 to 90%, 1.5 to 85%, or 2 to 80%, as measured by the TSI 3160 Automatic Filter Tester. Antibacterial non-woven polyamides can be produced. The TSI 3160 Automatic Filter Tester is used to test the efficiency of filter materials. Particle penetration and pressure drop are two important parameters measured using this instrument. Efficiency is 100% - penetration. A challenge solution of known particle size is used. The TSI 3160 is used to measure HEPA filters and uses DOP solutions. A combination of an electrostatic classifier and a double condensed particle counter (CPC) measures the majority penetrating particle size (MPPS) from 15 to 800 nm using monodisperse particles. Efficiency up to 99.999999% can also be tested.

제형formulation

한 양태에서, 상기 제형, 구조체 및/또는 섬유는 3100ppm 미만의 아연 및 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함하고, ISO 20743-13에 의해 측정시 95 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낼 수 있다.In one embodiment, the formulation, structure and/or fiber comprises a matting agent comprising less than 3100 ppm zinc and at least a portion of the phosphorus and is capable of exhibiting a Staphylococcus aureus reduction of at least 95% as measured by ISO 20743-13. .

한 양태에서, 상기 제형, 구조체 및/또는 섬유는, 275ppm 내지 3100ppm의 아연을 포함하고 인을 거의 또는 전혀 포함하지 않으며, 폴리아미드로서 나일론-6,6은 평균 섬유 직경이 1 마이크론 미만일 수 있고, ISO 20743-13으로 측정시 95 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낼 수 있고, 99 % 이상의 클렙시엘라 뉴모니애 감소를 나타낼 수 있다.In one embodiment, the formulation, structure and/or fiber comprises 275 ppm to 3100 ppm zinc and little or no phosphorus, and nylon-6,6 as a polyamide may have an average fiber diameter of less than 1 micron; It can show a Staphylococcus aureus reduction of 95% or more, as measured by ISO 20743-13, and a Klebsiella pneumoniae reduction of 99% or more.

일 양태에서, 상기 제형, 구조체 및/또는 섬유는 3100ppm 미만의 아연 및 인을 거의 또는 전혀 포함하지 않으며, 폴리아미드로서 나일론-6,6은 1 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 가질 수 있고, ISO 20743-13에 의해 측정시 95 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낼 수 있고, 99 % 이상의 클렙시엘라 뉴모니애 감소를 나타낼 수 있다.In one embodiment, the formulation, structure and/or fiber contains little or no zinc and phosphorus of less than 3100 ppm, and nylon-6,6 as a polyamide may have an average fiber diameter of less than 1 micron, ISO 20743 -13 can exhibit a Staphylococcus aureus reduction of 95% or greater, and a Klebsiella pneumoniae reduction of 99% or greater.

일 양태에서, 상기 제형, 구조체 및/또는 섬유는, 200 내지 1500ppm의 아연(임의적으로 산화 아연 및/또는 아연 스테아레이트로 제공됨)을 포함하고, 인을 거의 또는 전혀 포함하지 않으며, 10 내지 30 범위의 RV를 가질 수 있고, 1 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 가질 수 있고, ISO 20743-13에 의해 측정시 99 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낼 수 있고, 99.9 % 이상의 클렙시엘라 뉴모니애 감소를 나타낼 수 있다.In one embodiment, the formulation, structure and/or fiber comprises 200 to 1500 ppm zinc (optionally provided as zinc oxide and/or zinc stearate) and little or no phosphorus, ranging from 10 to 30 can have an RV of less than 1 micron, can have an average fiber diameter of less than 1 micron, can exhibit a Staphylococcus aureus reduction of 99% or greater, as measured by ISO 20743-13, and a Klebsiella pneumoniae reduction of 99.9% or greater. can indicate

또 다른 양태에서, 상기 중합체는 나일론계 중합체를 포함하고, 아연은 산화 아연 및/또는 아연 피리티온을 통해 제공되며, 폴리아미드 조성물의 상대 점도는 10 내지 100, 예를 들어 20 내지 100 범위이다.In another embodiment, the polymer comprises a nylon-based polymer, the zinc is provided via zinc oxide and/or zinc pyrithione, and the polyamide composition has a relative viscosity ranging from 10 to 100, such as from 20 to 100.

또 다른 양태에서, 상기 중합체는 나일론-6,6을 포함하고, 아연은 산화 아연을 통해 제공되고, 아연 대 인의 중량비는 적어도 2:1이고, 폴리아미드 조성물은 ISO 20743-13에 의해 측정시 95 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낼 수 있다. In another embodiment, the polymer comprises nylon-6,6, the zinc is provided via zinc oxide, the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 2:1, and the polyamide composition has a weight ratio of 95 as measured by ISO 20743-13. % or greater Staphylococcus aureus reduction.

일 양태에서, 항균 섬유는 500ppm 미만의 아연을 포함하는 중합체, 및 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함하고, 항균 섬유는 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낸다.In one embodiment, the antimicrobial fiber comprises a polymer comprising less than 500 ppm zinc, and a matting agent comprising at least a portion of said phosphorus, wherein the antimicrobial fiber exhibits a Staphylococcus aureus reduction of at least 90%.

다른 양태에서, 항균 섬유는 나일론을 포함하는 중합체를 포함하고, 아연은 산화 아연 및/또는 아연 피리티온의 형태로 제공되며, 폴리아미드 조성물의 상대 점도는 10 내지 100, 예를 들어 20 내지 100 범위이고, 섬유는 염료 욕 시험으로 측정시 80 % 초과의 아연 보유율을 갖고, 섬유의 평균 직경은 18 마이크론 미만이다.In another embodiment, the antimicrobial fiber comprises a polymer comprising nylon, wherein the zinc is provided in the form of zinc oxide and/or zinc pyrithione, and the polyamide composition has a relative viscosity ranging from 10 to 100, such as from 20 to 100. , the fibers have a zinc retention greater than 80% as measured by the dye bath test, and the average diameter of the fibers is less than 18 microns.

또 다른 양태에서, 항균 섬유는 나일론-6,6을 포함하는 중합체를 포함하고, 아연은 산화 아연의 형태로 제공되고, 아연 대 인의 중량비는 적어도 2:1이며, 섬유는 ISO 20743-13에 의해 측정시 95 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타내고, 항균 섬유는 염료 욕 시험으로 측정시 90 % 초과의 아연 보유율을 갖고, 항균 섬유는 10 마이크론 미만의 평균 직경을 갖는다.In another embodiment, the antimicrobial fiber comprises a polymer comprising nylon-6,6, the zinc is provided in the form of zinc oxide, the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 2:1, and the fiber is exhibits a Staphylococcus aureus reduction of at least 95% as measured, the antimicrobial fibers have a zinc retention greater than 90% as measured by the dye bath test, and the antimicrobial fibers have an average diameter of less than 10 microns.

섬유, 부직 구조체의 형성 방법Method for forming fibers and non-woven structures

본원에 기재된 바와 같이, 항균 부직 폴리아미드 구조체는, 구조체를 형성하도록 배열된 섬유를 형성하기 위해 제형을 방사함으로써 형성된다.As described herein, the antimicrobial nonwoven polyamide structure is formed by spinning the formulation to form fibers arranged to form the structure.

일부 양태에서, 본 발명은, 본원에 기재된 폴리아미드 제형으로 제조된 부직 섬유 및 구조체 및 직물에 영구 항균 특성을 부여하는 방법을 제공한다. 일부 측면에서, 섬유, 예를 들어 폴리아미드 섬유는 용융 중합 공정으로 형성된 폴리아미드를 방사함으로써 제조된다. 폴리아미드 조성물의 용융 중합 공정 동안, 단량체 수용액, 예를 들어 염 용액을 온도, 시간 및 압력의 제어된 조건 하에서 가열하여 물을 증발시키고 단량체의 중합을 수행하여 중합체 용융물을 생성한다. 용융 중합 공정 동안, 충분한 양의 아연 및 임의적으로 인이 중합 전에 폴리아미드 혼합물을 형성하기 위해 단량체 수용액에 사용된다. 단량체는 원하는 폴리아미드 조성에 기초하여 선택된다. 아연 및 인이 단량체 수용액에 존재한 후, 폴리아미드 조성물이 중합될 수 있다. 중합된 폴리아미드는 이어서 예를 들어 용융 방사, 용액 방사, 원심 방사 또는 전기 방사에 의해 섬유로 방사될 수 있다.In some embodiments, the present invention provides methods for imparting permanent antimicrobial properties to nonwoven fibers and structures and fabrics made from the polyamide formulations described herein. In some aspects, fibers, such as polyamide fibers, are made by spinning polyamide formed in a melt polymerization process. During the melt polymerization process of the polyamide composition, an aqueous monomer solution, for example a salt solution, is heated under controlled conditions of temperature, time and pressure to evaporate water and carry out polymerization of the monomers to produce a polymer melt. During the melt polymerization process, a sufficient amount of zinc and optionally phosphorus is used in the aqueous monomer solution to form the polyamide mixture prior to polymerization. Monomers are selected based on the desired polyamide composition. After zinc and phosphorus are present in the aqueous monomer solution, the polyamide composition can be polymerized. The polymerized polyamide can then be spun into fibers, for example by melt spinning, solution spinning, centrifugal spinning or electrospinning.

일부 양태에서, 폴리아미드 조성물로부터 영구 항균 특성을 갖는 항균 섬유를 제조하는 방법은, 단량체 수용액을 제조하는 단계, 상기 단량체 수용액 내에 분산된 2000ppm 미만, 예를 들어 1500ppm 미만, 1000ppm 미만, 750ppm 미만, 500ppm 미만 또는 400ppm 미만의 아연을 첨가하는 단계, 2000ppm 미만, 예컨대 1500ppm 미만, 1000ppm 미만, 750ppm 미만, 500ppm 미만, 또는 400ppm 미만의 인을 첨가하는 단계, 상기 단량체 수용액을 중합하여 중합체 용융물을 형성하는 단계, 및 상기 중합체 용융물을 방사하여 항균 섬유를 형성하는 단계를 포함한다. 이 양태에서, 폴리아미드 조성물은, 아연 및 인이 첨가된 후에 생성된 단량체 수용액을 포함한다.In some embodiments, a method of making antimicrobial fibers having permanent antimicrobial properties from a polyamide composition comprises preparing an aqueous monomer solution, less than 2000 ppm, for example less than 1500 ppm, less than 1000 ppm, less than 750 ppm, 500 ppm dispersed in the aqueous monomer solution. adding less than or less than 400 ppm zinc, adding less than 2000 ppm, such as less than 1500 ppm, less than 1000 ppm, less than 750 ppm, less than 500 ppm, or less than 400 ppm phosphorus, polymerizing the aqueous monomer solution to form a polymer melt, and spinning the polymer melt to form antimicrobial fibers. In this aspect, the polyamide composition includes the resultant aqueous monomer solution after zinc and phosphorus are added.

일부 양태에서, 상기 방법은 단량체 수용액을 제조하는 단계를 포함한다. 단량체 수용액은 아미드 단량체를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 단량체 수용액에서 단량체의 농도는 60 중량% 미만, 예를 들어 58 중량% 미만, 56.5 중량% 미만, 55 중량% 미만, 50 중량% 미만, 45 중량% 미만%, 40 중량% 미만, 35 중량% 미만 또는 30 중량% 미만이다. 일부 양태에서, 단량체 수용액 중 단량체의 농도는 20 중량% 초과, 예를 들어 25 중량% 초과, 30 중량% 초과, 35 중량% 초과, 40 중량% 초과, 45 중량% 초과%, 50 중량% 초과, 55 중량% 초과, 또는 58 중량% 초과이다. 일부 양태에서, 단량체 수용액에서 단량체의 농도는 20 내지 60 중량%, 예를 들어 25 내지 58 중량%, 30 내지 56.5 중량%, 35 내지 55 중량%, 40 내지 50 중량%, 또는 45 내지 55 중량%이다. 단량체 수용액의 나머지는 물 및/또는 추가 첨가제를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 단량체는, 이산 및 디아민, 즉 나일론 염을 비롯한 아미드 단량체를 포함한다.In some embodiments, the method includes preparing an aqueous monomer solution. The aqueous monomer solution may include amide monomers. In some embodiments, the concentration of the monomers in the aqueous monomer solution is less than 60%, e.g., less than 58%, less than 56.5%, less than 55%, less than 50%, less than 45%, less than 40%, less than 35% by weight or less than 30% by weight. In some embodiments, the concentration of the monomers in the aqueous monomer solution is greater than 20%, for example greater than 25%, greater than 30%, greater than 35%, greater than 40%, greater than 45%, greater than 50%, greater than 55 weight percent, or greater than 58 weight percent. In some embodiments, the concentration of the monomers in the aqueous monomer solution is 20 to 60% by weight, such as 25 to 58%, 30 to 56.5%, 35 to 55%, 40 to 50%, or 45 to 55% by weight. am. The remainder of the aqueous monomer solution may include water and/or additional additives. In some embodiments, monomers include amide monomers, including diacids and diamines, i.e., nylon salts.

일부 양태에서, 단량체 수용액은 나일론 염 용액이다. 나일론 염 용액은 디아민 및 이산을 물과 혼합하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 물, 디아민 및 디카복실산 단량체를 혼합하여, 예를 들어 아디프산 및 헥사메틸렌 디아민을 물과 혼합하여 염 용액을 형성한다. 일부 양태에서, 이산은 디카복실산일 수 있고, 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 피멜산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산, 운데칸이산 도데칸이산, 말레산, 글루타콘산, 트라우마트산, 뮤콘산, 1,2- 또는 1,3-사이클로헥산 디카복실산, 1,2- 또는 1,3-페닐렌디아세트산, 1,2- 또는 1,3-사이클로헥산 디아세트산, 이소프탈산, 테레프탈산, 4,4'-옥시비스벤조산, 4,4-벤조페논 디카복실산, 2,6-나프탈렌 디카복실산, p-tert-부틸 이소프탈산 및 2,5-푸란디카복실산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 양태에서, 디아민은 에탄올 디아민, 트리메틸렌 디아민, 푸트레신, 카다베린, 헥사메틸렌 디아민, 2-메틸 펜타메틸렌 디아민, 헵타메틸렌 디아민, 2-메틸 헥사메틸렌 디아민, 3-메틸 헥사메틸렌 디아민, 2,2-디메틸 펜타메틸렌 디아민, 옥타메틸렌 디아민, 2,5-디메틸 헥사메틸렌 디아민, 노나메틸렌 디아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디아민, 데카메틸렌 디아민, 5-메틸노난 디아민, 이소포론 디아민, 운데카메틸렌 디아민, 도데카메틸렌 디아민, 2,2,7,7-테트라메틸 옥타메틸렌 디아민, 비스(p-아미노사이클로헥실)메탄, 비스(아미노메틸)노르보르난, 하나 이상의 C1-C4 알킬 기로 임의적으로 치환된 C2-C16 지방족 디아민, 지방족 폴리에터 디아민 및 푸라닉 디아민, 예컨대 2,5-비스(아미노메틸)푸란, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직한 양태에서, 이산은 아디프산이고, 디아민은 헥사메틸렌 디아민이고, 이들은 중합되어 나일론-6,6을 형성한다.In some embodiments, the aqueous monomer solution is a nylon salt solution. A nylon salt solution can be formed by mixing a diamine and a diacid with water. For example, water, diamine and dicarboxylic acid monomers are mixed to form a salt solution, for example adipic acid and hexamethylene diamine are mixed with water. In some embodiments, the diacid can be a dicarboxylic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, pimelic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanoic acid dodecanedioic acid, maleic acid acid, glutaconic acid, traumatic acid, muconic acid, 1,2- or 1,3-cyclohexane dicarboxylic acid, 1,2- or 1,3-phenylenediacetic acid, 1,2- or 1,3-cyclohexane diacetic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4'-oxybisbenzoic acid, 4,4-benzophenone dicarboxylic acid, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, p-tert-butyl isophthalic acid and 2,5-furandicarboxylic acid and It may be selected from the group consisting of mixtures thereof. In some embodiments, the diamine is ethanol diamine, trimethylene diamine, putrescine, cadaverine, hexamethylene diamine, 2-methyl pentamethylene diamine, heptamethylene diamine, 2-methyl hexamethylene diamine, 3-methyl hexamethylene diamine, 2 ,2-dimethyl pentamethylene diamine, octamethylene diamine, 2,5-dimethyl hexamethylene diamine, nonamethylene diamine, 2,2,4- and 2,4,4-trimethyl hexamethylene diamine, decamethylene diamine, 5-methyl Nonane diamine, isophorone diamine, undecamethylene diamine, dodecamethylene diamine, 2,2,7,7-tetramethyl octamethylene diamine, bis(p-aminocyclohexyl)methane, bis(aminomethyl)norbornane, The group consisting of C 2 -C 16 aliphatic diamines optionally substituted with one or more C 1 -C 4 alkyl groups, aliphatic polyether diamines and furanic diamines such as 2,5-bis(aminomethyl)furan, and mixtures thereof. can be selected from. In a preferred embodiment, the diacid is adipic acid and the diamine is hexamethylene diamine, which are polymerized to form nylon-6,6.

디아민 및 이산으로부터 폴리아미드를 생성하는 개념이 아미노산 또는 락탐과 같은 다른 적합한 단량체의 개념도 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 범위를 제한하지 않고, 아미노산의 예는 6-아미노헥산산, 7-아미노헵탄산, 11-아미노 운데칸산, 12-아미노도데칸산, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 범주를 제한하지 않고, 락탐의 예는 카프로락탐, 에난톨락탐, 라우릴락탐 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 개시된 방법에 적합한 공급물은 디아민, 이산, 아미노산 및 락탐의 혼합물을 포함할 수 있다.It should be understood that the concept of producing polyamides from diamines and diacids also encompasses the concept of other suitable monomers such as amino acids or lactams. Without limiting the scope, examples of amino acids may include 6-aminohexanoic acid, 7-aminoheptanoic acid, 11-amino undecanoic acid, 12-aminododecanoic acid, or combinations thereof. Without limiting the scope of the present invention, examples of lactams may include caprolactam, enanthollactam, lauryllactam or combinations thereof. Suitable feeds for the disclosed process may include mixtures of diamines, diacids, amino acids and lactams.

단량체 수용액을 제조한 후, 아연을 단량체 수용액에 첨가하여 폴리아미드 조성물을 형성한다. 일부 양태에서, 2,000ppm 미만의 아연이 단량체 수용액 내에 분산된다. 일부 측면에서, 추가 첨가제, 예를 들어 추가 항균제가 단량체 수용액에 첨가된다. 임의적으로, 인이 단량체 수용액에 첨가된다.After preparing the aqueous monomer solution, zinc is added to the aqueous monomer solution to form a polyamide composition. In some embodiments, less than 2,000 ppm zinc is dispersed in the aqueous monomer solution. In some aspects, additional additives, such as additional antimicrobial agents, are added to the aqueous monomer solution. Optionally, phosphorus is added to the aqueous monomer solution.

일부 경우에, 폴리아미드 조성물은 통상적인 용융 중합 공정을 사용하여 중합된다. 한 측면에서, 단량체 수용액은 시간, 온도 및 압력의 제어된 조건 하에 가열되어 물을 증발시키고, 단량체의 중합을 수행하고, 중합체 용융물을 제공한다. 일부 측면에서, 아연 대 인의 특정 중량비는 유리하게는 중합체 내에서의 아연의 결합을 촉진하고, 중합체의 열 분해를 감소시키고, 이의 염색성을 향상시킬 수 있다.In some cases, the polyamide composition is polymerized using conventional melt polymerization processes. In one aspect, the aqueous monomer solution is heated under controlled conditions of time, temperature, and pressure to evaporate water, effect polymerization of the monomers, and provide a polymer melt. In some aspects, a specific weight ratio of zinc to phosphorus can advantageously promote the incorporation of zinc within a polymer, reduce thermal degradation of the polymer, and enhance its dyeability.

일부 측면에서, 항균 나일론은 나일론 염의 통상적인 용융 중합에 의해 제조된다. 전형적으로, 나일론 염 용액은 압력(예를 들어, 250 psig/1,825 x 103 n/m2) 하에서, 예를 들어 약 245℃의 온도까지 가열된다. 이어서, 수증기는 압력을 대기압으로 낮추면서, 예를 들어, 약 270℃로 온도를 증가시킨다. 중합 전에, 아연 및 임의적으로 인을 나일론 염 용액에 첨가한다. 생성된 용융 나일론은 섬유로 압출되기 전에 평형 상태가 되도록 일정 시간 동안 이러한 온도에서 유지된다. 일부 측면에서, 상기 방법은 회분 또는 연속 공정으로 수행될 수 있다.In some aspects, antimicrobial nylons are prepared by conventional melt polymerization of nylon salts. Typically, the nylon salt solution is heated under pressure (eg, 250 psig/1,825 x 10 3 n/m 2 ) to a temperature of, for example, about 245°C. The water vapor then increases the temperature, for example to about 270° C., while lowering the pressure to atmospheric pressure. Prior to polymerization, zinc and optionally phosphorus are added to the nylon salt solution. The resulting molten nylon is held at this temperature for a period of time to equilibrate before being extruded into fibers. In some aspects, the method can be performed as a batch or continuous process.

일부 양태에서, 용융 중합 동안, 아연, 예를 들어 아연 옥사이드가 단량체 수용액에 첨가된다. 항균 섬유는 마스터 배치 공정이 아닌 용융 중합 공정에서 제조된 폴리아미드를 포함할 수 있다. 일부 측면에서, 생성된 섬유는 영구 항균 특성을 갖는다. 생성된 섬유는, 예를 들어 양말, 두꺼운 양말(heavy hosiery) 및 신발과 같은 적용례에 사용될 수 있다.In some embodiments, during melt polymerization, zinc, for example zinc oxide, is added to the aqueous monomer solution. Antimicrobial fibers may include polyamides produced in a melt polymerization process other than a master batch process. In some aspects, the resulting fibers have permanent antibacterial properties. The resulting fibers can be used in applications such as hosiery, heavy hosiery and footwear, for example.

항균제는 용융 중합 동안, 예를 들어 마스터 배치로서 또는 폴리아미드 펠릿에 첨가된 분말로서 폴리아미드에 첨가될 수 있으며, 그 후 섬유는 방사로부터 형성될 수 있다. 그런 다음, 섬유는 부직으로 형성된다The antimicrobial agent can be added to the polyamide during melt polymerization, for example as a master batch or as a powder added to polyamide pellets, after which fibers can be formed from spinning. Then, the fibers are formed into a non-woven

일부 측면에서, 항균 부직 구조체는 용융 취입된다. 용융 취입은 전기 방사보다 유리하게 저렴하다. 용융 취입은 마이크로섬유 및 부직 웹 형성을 위해 개발된 공정 유형이다. 최근까지, 마이크로섬유는 용융 취입으로 생산되었다. 이제, 나노섬유는 용융 취입에 의해 형성될 수도 있다. 나노섬유는 용융된 열가소성 중합체 물질 또는 폴리아미드를 복수의 작은 구멍을 통해 압출하여 형성된다. 생성된 용융된 트레드(thread) 또는 필라멘트는 수렴하는(converging) 고속 가스 스트림으로 통과되어 용융된 폴리아미드의 필라멘트를 감쇠(attenuate)하거나 인발(draw)하여 직경을 감소시킨다. 그 후, 용융 취입 나노섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되고 수집 표면 또는 형성 와이어 상에 침착되어 무작위로 분산된 용융 취입된 나노섬유의 부직 웹을 형성한다. 용융 취입에 의한 나노섬유 및 부직 웹의 형성은 당업계에 잘 알려져 있다. 예를 들어, 미국 특허 3,704,198; 3,755,527; 3,849,241; 3,978,185; 4,100,324; 및 4,663,220을 참조한다.In some aspects, the antimicrobial nonwoven structure is melt blown. Melt blowing is advantageously less expensive than electrospinning. Melt blowing is a type of process developed for forming microfibers and nonwoven webs. Until recently, microfibers were produced by melt blowing. Now, nanofibers may also be formed by melt blowing. Nanofibers are formed by extruding a molten thermoplastic polymer material or polyamide through a plurality of small holes. The resulting molten threads or filaments are passed into converging high velocity gas streams to attenuate or draw the filaments of molten polyamide to reduce their diameter. The meltblown nanofibers are then carried by a high velocity gas stream and deposited on a collecting surface or forming wire to form a nonwoven web of randomly dispersed meltblown nanofibers. The formation of nanofibers and nonwoven webs by meltblowing is well known in the art. See, for example, US Patents 3,704,198; 3,755,527; 3,849,241; 3,978,185; 4,100,324; and 4,663,220.

하나의 옵션인 "해내섬(Island-in-the-sea)"은, 하나의 방사 다이로부터 2 개 이상의 중합체 성분을 압출하여 형성하는 섬유를 지칭하며, 이는 또한 접합 방사(conjugate spinning)라고도 한다.One option, "Island-in-the-sea," refers to fibers formed by extruding two or more polymer components from one spinning die, also referred to as conjugate spinning.

잘 알려진 바와 같이, 전기 방사는 특정 재료의 방사를 제한할 수 있는 많은 제조 매개 변수를 갖는다. 이러한 매개 변수는 하기를 포함한다: 방사 재료 및 방사 재료 용액의 전하; 용액 전달(주로 시린지에서 배출되는 물질의 스트림); 제트(jet)에서 전하; 수집기에서 섬유질 막의 전기 방전; 방사 제트 상의 전기장으로부터의 외부 힘; 방출된(expelled) 제트의 밀도; 및 전극의 (고) 전압 및 수집기의 형상. 대조적으로, 전술한 나노섬유 및 제품은, 전기 방사 공정에서 요구되는 바와 같이, 1 차 방출력으로서 인가된 전기장을 사용하지 않고 유리하게 형성된다. 따라서, 폴리아미드는 전기적으로 대전되지 않으며, 방사 공정의 구성 요소도 아니다. 중요한 것은, 전기 방사 공정에 필요한 위험한 고전압이 현재 개시된 공정/제품에 필요하지 않다는 것이다. 일부 양태에서, 상기 공정은 비-전기 방사 공정이고, 생성된 생성물은 비-전기 방사 공정을 통해 생산되는 비-전기 방사 생성물이다.As is well known, electrospinning has many manufacturing parameters that can limit the spinning of certain materials. These parameters include: the charge of the spinning material and the spinning material solution; solution delivery (usually a stream of material expelled from a syringe); charge in the jet; electrical discharge of the fibrous membrane in the collector; External forces from the electric field on the spinning jet; density of the ejected jet; and the (high) voltage of the electrode and the shape of the collector. In contrast, the aforementioned nanofibers and products are advantageously formed without using an applied electric field as the primary spinning force, as is required in electrospinning processes. Thus, polyamides are not electrically charged and are not a component of the spinning process. Importantly, the dangerously high voltages required for electrospinning processes are not required for the presently disclosed process/product. In some embodiments, the process is a non-electrospinning process, and the resulting product is a non-electrospinning product produced via a non-electrospinning process.

본 발명의 나노섬유 부직을 제조하는 양태는 미국 특허 제 8,668,854 호에 일반적으로 기술된 방사 채널을 통해 추진제(propellant) 가스로 2 상 방사 또는 용융 취입에 의한다. 이 공정은 중합체 또는 중합체 용액의 2 상 유동, 및 얇고 바람직하게는 수렴 채널로의 가압 추진제 가스(전형적으로 공기)를 포함한다. 채널은 일반적으로, 바람직하게는 환형 구성이다. 중합체는 얇은, 바람직하게는 수렴 채널 내부의 가스 유동에 의해 전단되어 채널의 양 면(both side)에 중합체 필름 층을 생성하는 것으로 여겨진다. 이러한 중합체 필름 층은 추진제 가스 유동에 의해 나노섬유로 추가로 전단된다. 여기서도, 무빙 수집기 벨트를 사용할 수 있으며, 벨트의 속도를 조절하여 나노섬유 부직의 평량을 조절한다. 수집기의 거리는 또한 나노섬유 부직의 섬도(fineness)를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 상기 공정은 도 1을 참조하면 더 잘 이해된다.An embodiment of making the nanofiber nonwovens of this invention is by two-phase spinning or meltblowing with a propellant gas through a spinning channel as generally described in U.S. Patent No. 8,668,854. The process involves a two-phase flow of a polymer or polymer solution and pressurized propellant gas (typically air) into thin, preferably converging channels. The channels are generally, preferably of an annular configuration. It is believed that the polymer is sheared by the gas flow inside a thin, preferably converging channel to create a polymer film layer on both sides of the channel. This polymeric film layer is further sheared into nanofibers by the propellant gas flow. Here, a moving collector belt can also be used, and the basis weight of the nanofiber nonwoven is controlled by adjusting the speed of the belt. The distance of the collector can also be used to control the fineness of the nanofibrous nonwoven. The process is better understood with reference to FIG. 1 .

유리하게는, 용융 방사 공정에서 전술한 폴리아미드 전구체의 사용은 생산 속도에서 상당한 이점을 제공하며, 예를 들어, 적어도 5 %, 적어도 10 %, 적어도 20 %, 적어도 30 %, 적어도 40 % 더 크다. 개선은 종래의 공정, 예를 들어 본원에 기술된 특징을 사용하지 않는 또 다른 공정에 비해 시간 당 면적의 개선으로서 관찰될 수 있다. 일부 경우에는, 일정한 시간 기간에 걸쳐 생산 증가가 개선된다. 예를 들어, 생산의 주어진 기간 동안, 예를 들어 1 시간 동안, 개시된 공정은 통상적 인 공정 또는 전기 방사 공정보다 적어도 5 %, 예를 들어 적어도 10 %, 적어도 20 %, 적어도 30 % 또는 적어도 40 % 더 많은 제품을 생산한다.Advantageously, the use of the foregoing polyamide precursors in a melt spinning process provides a significant advantage in production rate, e.g., at least 5%, at least 10%, at least 20%, at least 30%, at least 40% greater . An improvement can be observed as an improvement in area per hour compared to a conventional process, for example another process that does not use the features described herein. In some cases, the increase in production improves over a period of time. For example, during a given period of production, e.g., 1 hour, the disclosed process can reduce at least 5%, such as at least 10%, at least 20%, at least 30% or at least 40% over conventional processes or electrospinning processes. produce more products

도 1은 폴리아미드 공급 어셈블리 (110), 공기 공급부 (1210), 방사 실린더 (130), 수집기 벨트 (140) 및 테이크 업 릴(take up reel) (150)을 포함하는 나노섬유 부직을 방사하기 위한 시스템의 개략적인 작동을 예시한다. 작동 동안, 폴리아미드 용융물 또는 용액은 방사 실린더 (130)에 공급되어 여기서 이는 고압 공기와 함께 실린더의 얇은 채널을 통해 유동하고, 폴리아미드를 나노섬유로 전단한다. 자세한 내용은 앞서 언급한 미국 특허 제 8,668,854 호에 나와 있다. 처리 속도(throughput rate)과 평량은 기어 펌프의 속도와 벨트의 속도에 의해 제어된다. 임의적으로, 필요에 따라, 차콜, 구리 등과 같은 기능성 첨가제를 공기 공급과 함께 첨가할 수 있다.1 is a process for spinning a nanofiber nonwoven comprising a polyamide supply assembly 110, an air supply 1210, a spinning cylinder 130, a collector belt 140 and a take up reel 150. Illustrates the schematic operation of the system. During operation, the polyamide melt or solution is supplied to the spinning cylinder 130 where it flows along with high pressure air through the thin channels of the cylinder and shears the polyamide into nanofibers. Details are found in the aforementioned U.S. Patent No. 8,668,854. The throughput rate and basis weight are controlled by the speed of the gear pump and the speed of the belt. Optionally, if necessary, functional additives such as charcoal, copper and the like may be added together with air supply.

도 1의 시스템에서 사용되는 방사구(spinneret)의 다른 구성에서, 미립자 물질은 미국 특허 제 8,808,594 호에서 도시된 바와 같은 별도의 입구에 의해 첨가될 수 있다.In another configuration of the spinneret used in the system of FIG. 1, the particulate material may be added by a separate inlet as shown in US Pat. No. 8,808,594.

사용될 수 있는 또 다른 방법은 본원에 개시된 폴리아미드 나노섬유 웹을 용융 취입하는 것이다(도 2). 용융 취입은 폴리아미드를 비교적 빠른 속도, 전형적으로 고온 가스 유동으로 압출하는 것을 포함한다. 적합한 나노섬유를 제조하기 위해, 문헌[Hassan et al., J Membrane Sci., 427, 336-344, 2013 and Ellison et al., Polymer, 48 (11), 3306-3316, 2007, and, International Nonwoven Journal, Summer 2003, pg 21-28]에 기재된 바와 같이 오리피스와 모세관 형상, 및 온도를 신중하게 선택해야 한다.Another method that may be used is melt blowing the polyamide nanofiber webs disclosed herein (FIG. 2). Meltblowing involves extruding the polyamide at a relatively high rate, typically a hot gas flow. To prepare suitable nanofibers, see Hassan et al., J Membrane Sci., 427, 336-344, 2013 and Ellison et al., Polymer, 48 (11), 3306-3316, 2007, and, International Nonwoven Journal, Summer 2003, pg 21-28], the orifice and capillary geometry, and temperature must be carefully selected.

미국 특허 제 7,300,272 호는 용융된 재료를 압출하여, 각 분할 분포 플레이트가 섬유 압출 팩 내에 층을 형성하도록 스택에 배열된 다수의 분할 분배(split distribution) 플레이트를 포함하는 나노섬유 어레이를 형성하기 위한 섬유 압출 팩을 개시하고, 상기 분할 분배 플레이트에서의 특징부는 용융된 재료를 섬유 압출 팩의 오리피스로 전달하는 분배 네트워크를 형성한다. 분할 분배 플레이트 각각은, 인접한 플레이트 세그먼트(segment) 사이에 배치된 갭을 갖는 플레이트 세그먼트 세트를 포함한다. 플레이트 세그먼트의 인접한 가장자리는 갭을 따라 저장소를 형성하도록 형상화되고, 밀봉 플러그가 저장소에 배치되어 용융된 재료가 갭에서 누출되는 것을 방지한다. 밀봉 플러그는, 갭으로 누출되어 저장소에서 수집 및 응고되는 용융 물질에 의해 형성되거나 팩 어셈블리에서 저장소에 플러그 물질을 배치함으로써 형성될 수 있다. 이 팩은 앞서 언급한 특허에 기재된 용융 취입 시스템에 의해 나노섬유를 제조하는 데 사용할 수 있다.U.S. Patent No. 7,300,272 discloses fibers for extruding molten material to form a nanofiber array comprising a plurality of split distribution plates arranged in a stack such that each split distribution plate forms a layer within a fiber extrusion pack. Initiate the extrusion pack, and features in the split distribution plate form a distribution network that delivers molten material to the orifices of the fiber extrusion pack. Each split distribution plate includes a set of plate segments with gaps disposed between adjacent plate segments. Adjacent edges of the plate segments are shaped to form a reservoir along the gap, and a sealing plug is placed in the reservoir to prevent molten material from leaking out of the gap. The sealing plug may be formed by molten material leaking into the gap and collecting and solidifying in the reservoir or by placing the plug material in the reservoir in the pack assembly. This pack can be used to make nanofibers by the melt blowing system described in the aforementioned patent.

한 양태에서, 항균 부직 폴리아미드 구조체를 제조하는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 예를 들어, 단량체 수용액을 제조하여 (전구체) 폴리아미드(단량체 용액의 제조는 잘 알려져 있음)를 형성하는 단계를 포함한다. 전구체의 제조 동안 (본원에서 논의된 바와 같이) 아연이 첨가된다. 일부 경우에는, 아연은 단량체 수용액에 첨가되어 분산된다.In one aspect, a method of making an antimicrobial nonwoven polyamide structure is disclosed. The method includes, for example, preparing an aqueous monomer solution to form a (precursor) polyamide (preparation of a monomer solution is well known). Zinc is added during preparation of the precursor (as discussed herein). In some cases, zinc is added and dispersed in the aqueous monomer solution.

인이 또한 첨가될 수 있다. 일부 경우에, 전구체는 중합되어 폴리아미드 조성물을 형성한다. 상기 방법은, 폴리아미드를 방사하여 항균 폴리아미드 섬유를 형성하는 단계 및 상기 항균 폴리아미드 섬유를 항균성 부직 구조체로 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 폴리아미드 조성물은 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사된다.Phosphorus may also be added. In some cases, the precursors are polymerized to form a polyamide composition. The method further includes spinning polyamide to form antimicrobial polyamide fibers and forming the antimicrobial polyamide fibers into an antimicrobial nonwoven structure. In some cases, the polyamide composition is melt spun, spinbonded, electrospun, solution spun or centrifugally spun.

유리하게는, 방사는, 웹 구조체에 결함을 생성하는 치명적 섬유 형성 중단을 감소 또는 제거하는 것으로 밝혀진, 낮은 다이 압력에서 수행될 수 있다. 일부 양태에서, 방사는 300 psig 미만, 예를 들어 275 psig 미만, 272 psig 미만, 250 psig 미만, 240 psig 미만, 200 psig 미만, 190 psig 미만, 175 psig 미만, 160 psig 미만, 또는 155 psig 미만의 다이 압력에서 수행 될 수 있다. 범위의 관점에서, 방사는 10 psig 내지 300 psig, 예를 들어 25 psig 내지 275 psig, 35 psig 내지 272 psig, 50 psig 내지 250 psig, 75 psig 내지 240 psig, 75 psig 내지 200 psig, 또는 90 psig 내지 155 psig 범위의 다이 압력에서 수행될 수 있다.Advantageously, spinning can be performed at low die pressures, which have been found to reduce or eliminate catastrophic fiber formation interruptions that create defects in the web structure. In some embodiments, the emission is less than 300 psig, for example less than 275 psig, less than 272 psig, less than 250 psig, less than 240 psig, less than 200 psig, less than 190 psig, less than 175 psig, less than 160 psig, or less than 155 psig. can be performed under die pressure. In terms of ranges, radiation can be from 10 psig to 300 psig, such as 25 psig to 275 psig, 35 psig to 272 psig, 50 psig to 250 psig, 75 psig to 240 psig, 75 psig to 200 psig, or 90 psig to It can be performed at die pressures in the range of 155 psig.

일부 양태에서, 임의적으로, 상기 논의된 구조체에서의 항균 부직 섬유를 제조하는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 폴리아미드, 상기 폴리아미드 내에 분산된 아연, 및 상기 폴리아미드 내에 분산된 2000ppm 미만의 인을 포함하는 제형을 제조하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 제형을 방사하여 본 명세서에 기재된 조성 및 특징을 갖는 항균 폴리아미드 섬유를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 항균 폴리아미드 섬유를 항균 부직 폴리아미드 구조체로 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 방사는 상기에서 논의된 바와 같이 낮은 다이 압력에서 수행된다.In some aspects, a method of making antimicrobial nonwoven fibers, optionally in the structures discussed above, is disclosed. The method includes preparing a formulation comprising a polyamide, zinc dispersed in the polyamide, and less than 2000 ppm phosphorus dispersed in the polyamide. The method includes spinning the formulation to form antimicrobial polyamide fibers having the composition and characteristics described herein. The method further includes forming the antimicrobial polyamide fibers into an antimicrobial nonwoven polyamide structure. Spinning is conducted at low die pressures as discussed above.

부직 섬유로 직물을 만들 수 있다. 이러한 직물로 제조된 의복은 일반적인 마멸을 견딜 수 있으며 편직(knitting) 및 제직(weaving) 중에 마모 제거(abrading off) 되는 경향이 있는 임의의 코팅, 도핑 또는 국소 처리가 없다. 마모 공정은 기계와 직물에 더스트를 유발하고 정상 착용 및 세탁시 의류의 유효 사용 시간을 줄인다.Fabrics can be made from non-woven fibers. Garments made from these fabrics can withstand normal abrasion and are free of any coatings, doping or topical treatments that tend to abrade off during knitting and weaving. The abrasion process causes dust on machines and fabrics and reduces the effective use time of the garment during normal wear and laundering.

폴리아미드polyamide

본 명세서에 기재된 바와 같이, 항균 폴리아미드 조성물이 부직용 중합체로 사용된다. 본원에 사용된 "폴리아미드 조성물" 및 유사한 용어는 공중합체, 삼원 공중합체, 중합체 블렌드, 합금 및 폴리아미드의 유도체를 비롯한 폴리아미드를 함유하는 조성물을 지칭한다. 또한, 본원에서 사용되는 "폴리아미드"는, 한 분자의 아미노기와 또 다른 분자의 카복시산 기의 연결부를 갖는 중합체를 성분으로서 갖는 중합체를 의미한다. 일부 측면에서, 폴리아미드는 최대 양으로 존재하는 성분이다. 예를 들어, 나일론 6 40 중량%, 폴리에틸렌 30 중량% 및 폴리프로필렌 30 중량%를 함유하는 폴리아미드는, 나일론 6 성분이 최대 양으로 존재하기 때문에 본원에서 폴리아미드로 지칭된다. 추가로, 나일론 6 20 중량%, 나일론 66 20 중량%, 폴리에틸렌 30 중량% 및 폴리프로필렌 30 중량%를 함유하는 폴리아미드는, 나일론 6 및 나일론 66 성분을 합하여 최대 양으로 존재하는 성분이기 때문에 본 명세서에서 폴리아미드라고도 지칭한다.As described herein, antimicrobial polyamide compositions are used as polymers for nonwovens. As used herein, “polyamide composition” and like terms refer to compositions containing polyamides, including copolymers, terpolymers, polymer blends, alloys, and derivatives of polyamides. Further, "polyamide" as used herein means a polymer having as a component a polymer having a linkage between an amino group of one molecule and a carboxylic acid group of another molecule. In some aspects, polyamide is the component present in the greatest amount. For example, a polyamide containing 40 weight percent nylon 6, 30 weight percent polyethylene, and 30 weight percent polypropylene is referred to herein as a polyamide because the nylon 6 component is present in the greatest amount. In addition, since polyamide containing 20% by weight of nylon 6, 20% by weight of nylon 66, 30% by weight of polyethylene and 30% by weight of polypropylene is a component present in the maximum amount in combination with nylon 6 and nylon 66 components, this specification Also referred to as polyamide.

예시적인 폴리아미드 및 폴리아미드 조성물은 문헌[Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 18, pp. 328-371 (Wiley 1982)]에 기재되어 있고, 이의 개시내용은 참고로 인용된다.Exemplary polyamides and polyamide compositions are described in Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 18, p. 328-371 (Wiley 1982), the disclosures of which are incorporated herein by reference.

간단하게는, 폴리아미드는 일반적으로 주 중합체 사슬의 통합 부분(integral part)으로서 반복적인 아미드 기를 함유하는 화합물로 알려져 있다. 선형 폴리아미드는 특히 흥미롭고 이작용성 단량체의 축합으로 형성될 수 있다. 폴리아미드는 종종 나일론으로 불린다. 일반적으로 축합 중합체로 간주되지만, 폴리아미드는 개환 중합에 의해 형성될 수도 있다. 이 제조 방법은, 단량체가 사이클릭 락탐인 일부 중합체(예: 나일론 6)에 특히 중요하다. 특정 중합체 및 공중합체 및 이들의 제조는 하기 특허에서 볼 수 있다: 미국 특허 4,760,129; 5,504,185; 5,543,495; 5,698,658; 6,011,134; 6,136,947; 6,169,162; 7,138,482; 7,381,788; 및 8,759,475.Briefly, polyamides are generally known as compounds containing repetitive amide groups as an integral part of the main polymer chain. Linear polyamides are of particular interest and can be formed from the condensation of difunctional monomers. Polyamide is often referred to as nylon. Although generally considered a condensation polymer, polyamides can also be formed by ring-opening polymerization. This manufacturing method is particularly important for some polymers where the monomer is a cyclic lactam, such as nylon 6. Certain polymers and copolymers and their preparation can be found in the following patents: U.S. Patents 4,760,129; 5,504,185; 5,543,495; 5,698,658; 6,011,134; 6,136,947; 6,169,162; 7,138,482; 7,381,788; and 8,759,475.

상업적 적용례에서 폴리아미드의 사용은 많은 이점이 있다. 나일론은 일반적으로 화학 및 온도 내성이 있어 다른 중합체보다 우수한 성능을 제공한다. 이는 또한 다른 중합체에 비해 향상된 강도, 연신율 및 내마모성을 갖는 것으로 알려져 있다. 나일론은 또한 매우 다용도성이어서 다양한 적용례에서 사용할 수 있다.The use of polyamides in commercial applications has many advantages. Nylons are generally chemical and temperature resistant, giving them better performance than other polymers. It is also known to have improved strength, elongation and wear resistance compared to other polymers. Nylon is also very versatile and can be used in a variety of applications.

일부 적용례에 특히 바람직한 폴리아미드 부류는 문헌[Glasscock et al., High Performance Polyamides Fulfill Demanding Requirements for Automotive Thermal Management Components, (DuPont), http://www2.dupont.com/Automotive/en_US/assets/downloads/knowledg e%20center/HTN-whitepaper-R8.pdf available online June 10, 2016]에 기재된 고온 나일론 (HTN)을 포함한다. 이러한 폴리아미드는 전형적으로 하기와 같은 구조 중 하나 이상을 포함한다.A particularly preferred class of polyamides for some applications is described in Glasscock et al., High Performance Polyamides Fulfill Demanding Requirements for Automotive Thermal Management Components, (DuPont), http://www2.dupont.com/Automotive/en_US/assets/downloads/ knowledg e%20center/HTN-whitepaper-R8.pdf available online June 10, 2016]. Such polyamides typically include one or more of the following structures.

Figure 112021081668523-pct00001
Figure 112021081668523-pct00001

폴리아미드에 포함된 중합체의 비-제한적인 예는, 폴리프로필렌 및 공중합체, 폴리에틸렌 및 공중합체, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및 이들의 조합물과 같은 다른 중합체의 조합을 갖는 폴리아미드를 포함한다. 열가소성 중합체 및 생분해성 중합체는 또한 본 발명의 나노섬유로의 용융 취입 또는 용융 방사에 적합하다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 중합체는 용융 방사 또는 용융 취입될 수 있으며, 2 상 추진제-가스 방사에 의한 용융 방사 또는 용융 취입이 바람직하다(섬유-형성 채널을 통해 가압 가스로써 폴리아미드 조성물을 액체 형태로 압출하는 것을 포함함). 방사 결합, 용액 방사 및 원심 방사를 비롯한, 부직 구조체를 형성하는 다른 공정도 사용할 수 있다.Non-limiting examples of polymers included in polyamides include polyamides with combinations of other polymers such as polypropylene and copolymers, polyethylene and copolymers, polyesters, polystyrenes, polyurethanes, and combinations thereof. . Thermoplastic polymers and biodegradable polymers are also suitable for melt blowing or melt spinning into the nanofibers of the present invention. As discussed herein, the polymer may be melt spun or melt blown, with melt spinning or melt blowing by two-phase propellant-gas spinning being preferred (the polyamide composition as a liquid through a pressurized gas through a fiber-forming channel). including extrusion into shape). Other processes for forming the nonwoven structure may also be used, including spin bonding, solution spinning and centrifugal spinning.

공중합체 및 삼원 공중합체를 비롯한, 본원에 기재된 나일론 나노섬유 제품의 융점은 223℃ 내지 390℃, 예를 들어 223℃ 내지 380℃, 또는 225℃ 내지 350℃일 수 있다. 추가로, 융점은, 첨가되는 임의의 추가 중합체 재료에 따라 통상의 나일론 66 융점보다 클 수 있다.The melting point of the nylon nanofiber products described herein, including copolymers and terpolymers, can be from 223°C to 390°C, such as from 223°C to 380°C, or from 225°C to 350°C. Additionally, the melting point can be greater than the typical nylon 66 melting point depending on any additional polymeric materials added.

본 발명의 항균 나노섬유 부직에 사용될 수 있는 다른 중합체 재료는, 폴리올레핀, 폴리아세탈, 폴리아미드(이전에 논의된 바와 같음), 폴리에스테르, 셀룰로스 에테르 및 에스테르, 폴리알킬렌 설파이드, 폴리아릴렌옥사이드, 폴리설폰, 개질된 폴리설폰 중합체 및 이들의 혼합물과 같은 첨가 중합체 및 축합 중합체 재료를 모두 포함한다. 이러한 일반 부류에 속하는 바람직한 재료에는, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리프로필렌, 폴리(비닐클로라이드), 폴리메틸메타크릴레이트(및 기타 아크릴 수지), 폴리스티렌 및 이들의 공중합체(ABA 유형 블록 공중합체 포함), 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 다양한 가수 분해도(87 % 내지 99.5 %)의 가교 및 비가교 형태의 폴리비닐알코올을 포함한다. 첨가 중합체는 유리질 경향이 있다(실온보다 Tg가 높음). 이는 폴리염화비닐 및 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌 중합체 조성물 또는 합금의 경우이거나, 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 폴리비닐알코올 재료의 경우 결정도가 낮다. 본 명세서에서 구체화된 나일론 공중합체는, 반응 혼합물에서 다양한 디아민 화합물, 다양한 이산 화합물 및 다양한 사이클릭 락탐 구조체를 합한 다음, 폴리아미드 구조체에서 무작위로 위치된 단량체 물질을 갖는 나일론을 형성함으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, 나일론 66-6,10 재료는 헥사메틸렌 디아민과 이산의 C6 및 C10 블렌드로부터 제조된 나일론이다. 나일론 6-66-6,10은 엡실론아미노카프로산, 헥사메틸렌 디아민과 C6과 C10 이산 재료의 블렌드를 공중합하여 제조된 나일론이다.Other polymeric materials that may be used in the antimicrobial nanofibrous nonwovens of the present invention include polyolefins, polyacetals, polyamides (as previously discussed), polyesters, cellulose ethers and esters, polyalkylene sulfides, polyarylene oxides, It includes both additive polymers and condensation polymer materials such as polysulfone, modified polysulfone polymers, and mixtures thereof. Preferred materials belonging to this general class include polyamides, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT), polypropylene, poly(vinylchloride), polymethyl Methacrylates (and other acrylic resins), polystyrene and copolymers thereof (including ABA type block copolymers), poly(vinylidene fluoride), poly(vinylidene chloride), varying degrees of hydrolysis (87% to 99.5%) cross-linked and non-cross-linked forms of polyvinyl alcohol. Additive polymers tend to be glassy (Tg above room temperature). This is the case with polyvinylchloride and polymethylmethacrylate, polystyrene polymer compositions or alloys, or with low crystallinity in the case of polyvinylidene fluoride and polyvinylalcohol materials. The nylon copolymers embodied herein can be prepared by combining various diamine compounds, various diacid compounds, and various cyclic lactam structures in a reaction mixture, and then forming a nylon with randomly positioned monomeric materials in a polyamide structure. . For example, a nylon 66-6,10 material is a nylon made from a C6 and C10 blend of hexamethylene diamine and diacid. Nylon 6-66-6,10 is a nylon made by copolymerizing epsilonaminocaproic acid, hexamethylene diamine, and a blend of C6 and C10 diacid materials.

미국 특허 제 5,913,993 호에 기재된 것과 같은 일부 양태에서, 소량의 폴리에틸렌 중합체는, 바람직한 특징을 갖는 나노섬유 부직을 형성하는 데 사용되는 나일론 화합물과 블렌딩될 수 있다. 나일론에 폴리에틸렌을 첨가하면 부드러움과 같은 특정 특성이 향상된다. 폴리에틸렌의 사용은 또한 생산 비용을 낮추고, 다른 직물 또는 그 자체에 결합하는 것과 같은 추가 다운스트림 가공을 용이하게 한다. 개선된 직물은, 나노섬유 용융 취입 직물의 제조에 사용되는 나일론 공급 재료에 소량의 폴리에틸렌을 첨가하여 제조할 수 있다. 보다 구체적으로, 직물은, 폴리에틸렌과 나일론 66의 블렌드를 형성하고, 상기 블렌드를 복수의 연속 필라멘트 형태로 압출하고, 필라멘트를 다이를 통해 필라멘트를 용융 취입하도록 지시하고, 웹이 형성되도록 필라멘트를 수집 표면에 침착함으로써 제조할 수 있다.In some embodiments, such as that described in U.S. Patent No. 5,913,993, a small amount of a polyethylene polymer can be blended with a nylon compound used to form a nanofibrous nonwoven having desirable characteristics. Adding polyethylene to nylon improves certain properties, such as softness. The use of polyethylene also lowers production costs and facilitates further downstream processing, such as bonding to other fabrics or to itself. Improved fabrics can be made by adding a small amount of polyethylene to the nylon feed material used to make nanofiber meltblown fabrics. More specifically, the fabric is formed by forming a blend of polyethylene and nylon 66, extruding the blend into a plurality of continuous filaments, directing the filaments through a die to meltblowing the filaments, and directing the filaments to a collecting surface to form a web. It can be prepared by depositing

본 발명의 이 양태의 방법에 유용한 폴리에틸렌은 바람직하게는 약 5g/10 분 내지 약 200g/10 분, 예를 들어 약 17g/10 분 내지 약 150g/10 분의 용융 지수를 가질 수 있다. 폴리에틸렌은 바람직하게는 약 0.85g/cc 내지 약 1.1g/cc, 예를 들어 약 0.93g/cc 내지 약 0.95g/cc의 밀도를 가져야 한다. 가장 바람직하게는, 폴리에틸렌의 용융 지수는 약 150이고, 밀도는 약 0.93이다.Polyethylene useful in the process of this aspect of the invention may preferably have a melt index from about 5 g/10 min to about 200 g/10 min, such as from about 17 g/10 min to about 150 g/10 min. The polyethylene should preferably have a density of about 0.85 g/cc to about 1.1 g/cc, such as about 0.93 g/cc to about 0.95 g/cc. Most preferably, the polyethylene has a melt index of about 150 and a density of about 0.93.

본 발명의 이 양태의 방법에 사용된 폴리에틸렌은 약 0.05 % 내지 약 20 %의 농도로 첨가될 수 있다. 바람직한 양태에서, 폴리에틸렌의 농도는 약 0.1 % 내지 약 1.2 %일 것이다. 가장 바람직하게는, 폴리에틸렌은 약 0.5 %로 존재한다. 기술된 방법에 따라 생성된 직물에서의 폴리에틸렌 농도는 제조 공정 동안 첨가된 폴리에틸렌의 퍼센트와 거의 동일하다. 따라서, 본 발명의 이 양태의 직물에서의 폴리에틸렌의 퍼센트는 전형적으로 약 0.05 % 내지 약 20 % 범위일 것이고, 바람직하게는 약 0.5 %일 것이다. 따라서, 직물은 전형적으로 약 80 내지 약 99.95 중량%의 나일론을 포함할 것이다. 필라멘트 압출 단계는 약 250℃ 내지 약 325℃에서 수행될 수 있다. 바람직하게는, 온도 범위는 약 280℃ 내지 약 315℃이지만, 나일론 6이 사용되는 경우 더 낮을 수 있다.The polyethylene used in the method of this aspect of the invention may be added at a concentration of about 0.05% to about 20%. In a preferred embodiment, the concentration of polyethylene will be from about 0.1% to about 1.2%. Most preferably, polyethylene is present at about 0.5%. The polyethylene concentration in fabrics produced according to the described method is approximately equal to the percentage of polyethylene added during the manufacturing process. Thus, the percentage of polyethylene in the fabric of this aspect of the invention will typically range from about 0.05% to about 20%, preferably about 0.5%. Thus, the fabric will typically comprise from about 80 to about 99.95 weight percent nylon. The filament extrusion step may be performed at about 250°C to about 325°C. Preferably, the temperature range is from about 280° C. to about 315° C., but may be lower if nylon 6 is used.

폴리에틸렌과 나일론의 블렌드 또는 공중합체는 임의의 적절한 방식으로 형성될 수 있다. 전형적으로, 나일론 화합물은 나일론 66일 것이지만, 그러나, 나일론 부류의 다른 폴리아미드를 사용할 수 있다. 또한, 나일론의 혼합물을 사용할 수 있다. 하나의 특정 예에서, 폴리에틸렌은 나일론 6 및 나일론 66의 혼합물과 블렌딩된다. 폴리에틸렌 및 나일론 중합체는 전형적으로 펠릿, 칩, 플레이크 등의 형태로 공급된다. 원하는 양의 폴리에틸렌 펠릿 또는 칩을 회전식 드럼 텀블러 등과 같은 적합한 혼합 장치에서 나일론 펠릿 또는 칩과 블렌딩될 수 있고, 생성된 블렌드는 통상의 압출기의 공급 호퍼 또는 용융 취입 라인으로 도입될 수 있다. 블렌드 또는 공중합체는 또한 적절한 혼합물을 연속 중합 방사 시스템에 도입하여 생성될 수 있다.Blends or copolymers of polyethylene and nylon may be formed in any suitable manner. Typically, the nylon compound will be nylon 66, however, other polyamides of the nylon family may be used. Also, mixtures of nylons may be used. In one specific example, polyethylene is blended with a mixture of nylon 6 and nylon 66. Polyethylene and nylon polymers are typically supplied in the form of pellets, chips, flakes and the like. The desired amount of polyethylene pellets or chips may be blended with nylon pellets or chips in a suitable mixing device such as a rotary drum tumbler or the like, and the resulting blend may be introduced into the feed hopper of a conventional extruder or into a melt blown line. Blends or copolymers can also be produced by introducing suitable mixtures into a continuous polymerization spinning system.

또한, 일반적인 중합체 속(genus)의 상이한 종을 블렌딩할 수 있다. 예를 들어, 고 분자량 스티렌 재료는 저 분자량, 고 충격 폴리스티렌과 블렌딩될 수 있다. 나일론-6 재료는 나일론-6; 66; 6,10 공중합체와 같은 나일론 공중합체와 블렌딩될 수 있다. 또한, 가수 분해도가 낮은 폴리비닐알코올, 예를 들어 87 % 가수 분해된 폴리비닐알코올은 가수 분해도가 98 내지 99.9 % 이상인 완전 또는 초가수 분해된 폴리비닐알코올과 블렌딩될 수 있다. 혼합된 이러한 모든 재료는 적절한 가교 메커니즘을 사용하여 가교될 수 있다. 나일론은 아미드 연결부에서 질소 원자와 반응성인 가교제를 사용하여 가교될 수 있다. 폴리비닐알코올 재료는 포름알데히드, 우레아, 멜라민-포름알데히드 수지 및 그의 유사체, 붕산 및 기타 무기 화합물, 디알데히드, 이산, 우레탄, 에폭시 및 기타 알려진 가교제와 같은 모노알데히드와 같은 하이드록실 반응성 재료를 사용하여 가교될 수 있다. 가교 기술은, 가교 시약이 반응하고 중합체 사슬들 사이에 공유 결합을 형성하여 분자량, 내화학성, 전반적 강도 및 기계적 열화에 대한 내성을 실질적으로 향상시키는, 공지의 이해되는 현상이다.Also, different species of a common polymer genus can be blended. For example, a high molecular weight styrenic material can be blended with a low molecular weight, high impact polystyrene. Nylon-6 materials include nylon-6; 66; It can be blended with nylon copolymers such as 6,10 copolymers. In addition, polyvinyl alcohol having a low hydrolysis degree, for example, 87% hydrolyzed polyvinyl alcohol may be blended with complete or superhydrolyzed polyvinyl alcohol having a hydrolysis degree of 98 to 99.9% or more. All of these mixed materials can be crosslinked using an appropriate crosslinking mechanism. Nylon can be crosslinked using a crosslinking agent that is reactive with the nitrogen atom at the amide linkages. Polyvinyl alcohol materials are formed using hydroxyl-reactive materials such as formaldehyde, urea, melamine-formaldehyde resins and their analogues, boric acid and other inorganic compounds, monoaldehydes such as dialdehydes, diacids, urethanes, epoxies and other known crosslinking agents. can be bridged. Crosslinking technology is a known and understood phenomenon in which crosslinking reagents react and form covalent bonds between polymer chains to substantially improve molecular weight, chemical resistance, overall strength and resistance to mechanical degradation.

하나의 바람직한 모드는 승온에서 컨디셔닝되거나 처리되는 제 1 중합체 및 상이한 제 2 중합체(중합체 유형, 분자량 또는 물리적 특성이 상이함)를 포함하는 폴리아미드이다. 중합체 블렌드는 반응하여 단일 화학 종으로 형성될 수 있다. 바람직한 재료는, 시차 주사 열량계(DSC) 분석이, 고온, 고습 및 까다로운 작동 조건과 접촉할 때 향상된 안정성을 제공하는 단일 중합체 재료를 나타내도록 단일 중합체 종으로 화학적으로 반응된다. 블렌딩된 중합체 시스템에 사용하기에 바람직한 재료는 나일론 6; 나일론 66; 나일론 6,10; 나일론 (6-66-6,10) 공중합체 및 기타 일반적으로 지방족인 선형 나일론 조성물을 포함한다.One preferred mode is a polyamide comprising a first polymer that is conditioned or treated at an elevated temperature and a second polymer that is different (different polymer type, molecular weight or physical properties). Polymer blends can be reacted to form single chemical species. Preferred materials are chemically reacted into single polymeric species such that differential scanning calorimetry (DSC) analysis reveals a single polymeric material that provides enhanced stability when in contact with high temperatures, high humidity and challenging operating conditions. Preferred materials for use in the blended polymer system include nylon 6; nylon 66; nylon 6,10; nylon (6-66-6,10) copolymers and other generally aliphatic linear nylon compositions.

적합한 폴리아미드는 예를 들어 20 % 나일론 6, 60 % 나일론 66 및 20 중량% 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 폴리아미드는 혼화성 중합체의 조합 또는 비혼화성 중합체의 조합을 포함할 수 있다.A suitable polyamide may include, for example, 20% nylon 6, 60% nylon 66 and 20% polyester by weight. Polyamides can include a combination of miscible polymers or a combination of immiscible polymers.

일부 측면에서, 폴리아미드는 나일론 6을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 6을 0.1 중량% 이상, 예를 들어, 1 중량% 이상, 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 15 중량% 이상, 또는 20 중량% 이상의 양으로 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 6을 99.9 중량% 이하, 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 또는 80 중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 범위 측면에서, 폴리아미드는 0.1 내지 99.9 중량%, 예를 들어 1 내지 99 중량%, 5 내지 95 중량%, 10 내지 90 중량%, 15 내지 85 중량%, 또는 20 내지 80 중량%의 양으로 나일론 6을 포함할 수 있다.In some aspects, the polyamide can include nylon 6. As a lower limit, the polyamide can include nylon 6 in an amount of 0.1% by weight or greater, such as 1% by weight or greater, 5% by weight or greater, 10% by weight or greater, 15% by weight or greater, or 20% by weight or greater. there is. In terms of an upper limit, the polyamide may include nylon 6 in an amount of 99.9% or less, 99% or less, 95% or less, 90% or less, 85% or less, or 80% or less by weight. In terms of ranges, the polyamide is nylon in an amount of 0.1 to 99.9 weight percent, such as 1 to 99 weight percent, 5 to 95 weight percent, 10 to 90 weight percent, 15 to 85 weight percent, or 20 to 80 weight percent. 6 may be included.

일부 측면에서, 폴리아미드는 나일론 66을 포함할 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 66을 0.1 중량% 이상, 예를 들어, 1 중량% 이상, 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 15 중량% 이상, 또는 20 중량% 이상의 양으로 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 66을 99.9 중량% 이하, 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 또는 80 중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 범위 측면에서, 폴리아미드는 0.1 내지 99.9 중량%, 예를 들어 1 내지 99 중량%, 5 내지 95 중량%, 10 내지 90 중량%, 15 중량% 내지 85 중량%, 또는 20 내지 80 중량%의 양으로 나일론 66을 포함할 수 있다.In some aspects, the polyamide can include nylon 66. As a lower limit, the polyamide can include nylon 66 in an amount of 0.1% by weight or greater, such as 1% by weight or greater, 5% by weight or greater, 10% by weight or greater, 15% by weight or greater, or 20% by weight or greater. there is. In terms of an upper limit, the polyamide may include nylon 66 in an amount of 99.9% or less, 99% or less, 95% or less, 90% or less, 85% or less, or 80% or less by weight. In terms of ranges, the polyamide may be present in an amount of 0.1 to 99.9 wt%, such as 1 to 99 wt%, 5 to 95 wt%, 10 to 90 wt%, 15 wt% to 85 wt%, or 20 to 80 wt%. may include nylon 66.

일부 측면에서, 폴리아미드는 나일론 6I를 포함할 수 있으며, 여기서 I는 이소프탈산을 의미한다. 하한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 6I를 0.1 중량% 이상, 예를 들어 0.5 중량% 이상, 1 중량% 이상, 5 중량% 이상, 7.5 중량% 이상, 또는 10 중량% 이상의 양으로 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 6I를 50 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 또는 20 중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 범위의 관점에서, 폴리아미드는 0.1 내지 50 중량%, 예를 들어 0.5 내지 40 중량%, 1 내지 35 중량%, 5 내지 30 중량%, 7.5 내지 25 중량%, 또는 10 내지 20 중량%의 양으로 나일론 6I를 포함할 수 있다.In some aspects, the polyamide can include nylon 6I, where I stands for isophthalic acid. In terms of the lower limit, the polyamide may include nylon 6I in an amount of 0.1 wt% or more, such as 0.5 wt% or more, 1 wt% or more, 5 wt% or more, 7.5 wt% or more, or 10 wt% or more. . In terms of the upper limit, the polyamide may include nylon 6I in an amount of 50 wt% or less, 40 wt% or less, 35 wt% or less, 30 wt% or less, 25 wt% or less, or 20 wt% or less. In terms of ranges, the polyamide may be present in an amount of 0.1 to 50 wt%, such as 0.5 to 40 wt%, 1 to 35 wt%, 5 to 30 wt%, 7.5 to 25 wt%, or 10 to 20 wt%. Nylon 6I.

일부 측면에서, 폴리아미드는 나일론 6T를 포함할 수 있으며, 여기서 T는 테레프탈산을 의미한다. 하한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 6T를 0.1 중량% 이상, 예를 들어 1 중량% 이상, 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 15 중량% 이상, 또는 20 중량% 이상의 양으로 포함할 수 있다. 상한의 관점에서, 폴리아미드는 나일론 6T를 50 중량% 이하, 47.5 중량% 이하, 45 중량% 이하, 42.5 중량% 이하, 40 중량% 이하, 또는 37.5 중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 범위의 관점에서, 폴리아미드는 0.1 내지 50 중량%, 예를 들어 1 내지 47.5 중량%, 5 내지 45 중량%, 10 내지 42.5 중량%, 15 내지 40 중량%, 또는 20 내지 37.5 중량%의 양으로 나일론 6T를 포함할 수 있다.In some aspects, the polyamide can include nylon 6T, where T stands for terephthalic acid. In terms of the lower limit, the polyamide may include nylon 6T in an amount of 0.1% by weight or greater, such as 1% by weight or greater, 5% by weight or greater, 10% by weight or greater, 15% by weight or greater, or 20% by weight or greater. . In terms of an upper limit, the polyamide may include nylon 6T in an amount of 50 wt% or less, 47.5 wt% or less, 45 wt% or less, 42.5 wt% or less, 40 wt% or less, or 37.5 wt% or less. In terms of ranges, the polyamide may be present in an amount of 0.1 to 50 weight percent, such as 1 to 47.5 weight percent, 5 to 45 weight percent, 10 to 42.5 weight percent, 15 to 40 weight percent, or 20 to 37.5 weight percent. Nylon 6T.

블록 공중합체는 또한 본 발명의 방법에서 유용하다. 이러한 공중합체의 경우, 용매 팽창제(swelling agent)의 선택이 중요하다. 선택된 용매는, 양 블록이 용매에 가용성이 되도록 한다. 한 가지 예는 염화 메틸렌 용매 중의 ABA(스티렌-EP-스티렌) 또는 AB(스티렌-EP) 중합체이다. 하나의 성분이 용매에 가용성이 아니면, 이는 겔을 형성할 것이다. 이러한 블록 공중합체의 예로는 크라톤(Kraton)® 유형의 스티렌-b-부타디엔 및 스티렌-b-수소화된 부타디엔(에틸렌 프로필렌), 페박스(Pebax)® 유형의 e-카프로락탐-b-에틸렌 옥사이드, 심파텍스(Sympatex)® 폴리에스테르-b-에틸렌 옥사이드, 및 에틸렌 옥사이드 및 이소시아네이트의 폴리우레탄이 있다.Block copolymers are also useful in the process of the present invention. For these copolymers, the choice of solvent swelling agent is important. The chosen solvent makes both blocks soluble in the solvent. One example is ABA (styrene-EP-styrene) or AB (styrene-EP) polymers in methylene chloride solvent. If one component is not soluble in a solvent, it will form a gel. Examples of such block copolymers are styrene-b-butadiene and styrene-b-hydrogenated butadiene (ethylene propylene) of the Kraton® type, e-caprolactam-b-ethylene oxide of the Pebax® type , Sympatex® polyester-b-ethylene oxide, and polyurethanes of ethylene oxide and isocyanates.

첨가 중합체, 예컨대 폴리비닐리덴 플루오라이드, 신디오택틱 폴리스티렌, 비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 비정질 첨가 중합체, 예컨대 폴리(아크릴로니트릴) 및 아크릴산 및 메타크릴레이트와의 이의 공중합체, 폴리스티렌, 폴리(비닐 클로라이드) 및 이의 다양한 공중합체, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및 이의 다양한 공중합체는, 낮은 압력과 온도에서 용해되기 때문에, 상대적으로 쉽게 용액 방사되는 것으로 알려져 있다. 이들은, 나노섬유를 제조하는 하나의 방법으로서 본 발명에 따라 용융 방사될 수 있다고 생각된다.addition polymers such as polyvinylidene fluoride, syndiotactic polystyrene, copolymers of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, amorphous addition polymers such as poly(acrylonitrile) and acrylic acid; Copolymers thereof with methacrylates, polystyrene, poly(vinyl chloride) and various copolymers thereof, poly(methyl methacrylate) and various copolymers thereof are relatively easy to solution spin because they dissolve at low pressures and temperatures. is known to be It is contemplated that these can be melt spun according to the present invention as one method of making nanofibers.

중합체 혼합물, 합금 형식 또는 가교된 화학적 결합 구조체로 2 개 이상의 중합체 재료를 포함하는 중합체 조성물을 형성하는 데 실질적인 이점이 있다. 본 발명자들은, 이러한 중합체 조성물이, 중합체 사슬 가요성 또는 사슬 이동성을 개선하고, 전체 분자량을 증가시키고, 중합체 물질의 네트워크 형성을 통해 강화를 제공하는 것과 같은 중합체 속성을 변화시킴으로써 물리적 특성을 개선한다고 여긴다.There are practical advantages to forming a polymeric composition comprising two or more polymeric materials in the form of polymeric mixtures, alloys or cross-linked chemically bonded structures. We believe that these polymer compositions improve physical properties by altering polymer properties, such as improving polymer chain flexibility or chain mobility, increasing overall molecular weight, and providing reinforcement through network formation of the polymeric material. .

이 개념의 일 양태에서, 유익한 특성을 위해 2 개의 관련 중합체 재료가 블렌딩될 수 있다. 예를 들어, 고 분자량 폴리비닐클로라이드는 저 분자량 폴리비닐클로라이드와 블렌딩될 수 있다. 유사하게, 고 분자량 나일론 재료는 저 분자량 나일론 재료와 블렌딩될 수 있다.In one aspect of this concept, two related polymeric materials can be blended for beneficial properties. For example, high molecular weight polyvinylchloride may be blended with low molecular weight polyvinylchloride. Similarly, high molecular weight nylon materials can be blended with low molecular weight nylon materials.

놀랍게도, 이들 폴리아미드는, 전술한 아연 및/또는 인 첨가제와 함께 이용되고 직물로 형성되는 경우, 냄새 제어 특징을 제공할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 일부 경우에는, 폴리에스터 중합체 수지를 사용하는 통상의 중합체 수지가 나일론에 비해 다양한 유형의 박테리아를 보유하고 번성시킬 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 예를 들어, 마이크로코커스(micrococcus) 박테리아는 폴리에스테르계 직물에서 번성하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 앞서 언급한 첨가제와 함께 폴리아미드계 중합체, 특히 나일론계 중합체의 사용은 놀랍게도, 폴리에스테르를 사용하는 유사한 직물과 비교하여 상당히 낮은 냄새 수준을 나타내는 직물을 제공하는 것으로 밝혀졌다.Surprisingly, it has been found that these polyamides can provide odor control characteristics when used with the aforementioned zinc and/or phosphorus additives and formed into fabrics. In some cases, it has been found that conventional polymer resins using polyester polymer resins can retain and thrive on different types of bacteria compared to nylon. For example, micrococcus bacteria have been found to thrive on polyester-based fabrics. Accordingly, it has been found that the use of polyamide-based polymers, particularly nylon-based polymers, in combination with the aforementioned additives, surprisingly provides fabrics that exhibit significantly lower odor levels compared to similar fabrics using polyesters.

실시예Example

실시예 1 내지 6 및 비교예 A 내지 EExamples 1 to 6 and Comparative Examples A to E

하기 표 1a에 열거된 성분을 사용하여 전구체 폴리아미드 조성물을 제조하였다. 산화 아연 샘플의 경우, 원하는 아연 양을 달성하기 위해 나일론 6의 산화 아연 마스터 배치를 나일론 6,6 플레이크와 혼합했다. 아연 스테아레이트 샘플의 경우, 아연 스테아레이트를 분말로서 나일론 6,6 플레이크에 첨가하고, 이축 압출기를 통해 가공하여 원하는 아연 양을 달성하고, 중합체를 통해 재료를 분배했다. 구리 아세테이트 샘플의 경우, 구리 양을 달성하기 위해 구리 아세테이트를 염 용액에 첨가하였다.A precursor polyamide composition was prepared using the ingredients listed in Table 1a below. For the zinc oxide samples, a zinc oxide masterbatch of nylon 6 was mixed with nylon 6,6 flakes to achieve the desired zinc amount. For the zinc stearate samples, zinc stearate was added as a powder to nylon 6,6 flakes and processed through a twin screw extruder to achieve the desired amount of zinc, dispensing the material through the polymer. For the copper acetate samples, copper acetate was added to the salt solution to achieve the copper amount.

[표 1a] [Table 1a]

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통상적 용융 취입 시스템을 이용하여, 전구체 조성물을 섬유로 취입하였다. 섬유는 무빙 벨트에 배치된 스크림에 배치되었다. 이와 같이 부직 웹을 형성했다. 이 공정에는, 고압축 스크류가 있는 압출기가 사용되었다. (전구체) 폴리아미드 다이 온도는 약 323℃였고, 가스로서 공기가 사용되었다. Using a conventional meltblowing system, the precursor composition was blown into fibers. The fibers were placed in a scrim placed on a moving belt. A nonwoven web was thus formed. For this process, an extruder with a high compression screw was used. The (precursor) polyamide die temperature was about 323° C. and air was used as the gas.

상기에서 언급한 바와 같이, 섬유는 스크림 상에 방사되었고, 이는 본 발명의 (나노)섬유 웹에 일체성(integrity)을 추가하기 위해 사용되었다. 폴리아미드는 표 1에 열거된 RV(방사 전)를 가졌다.As mentioned above, fibers were spun onto the scrim, which was used to add integrity to the (nano)fiber web of the present invention. The polyamides had RVs (before spinning) listed in Table 1.

웹은 항균 효능에 대해 시험되었다(ISO20743-13:2013에 따름). 결과를 표 1b에 나타냈다.The web was tested for antibacterial efficacy (according to ISO20743-13:2013). The results are shown in Table 1b.

[표 1b][Table 1b]

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표 1a에 나타낸 바와 같이, 개시된 양의 아연을 포함하는 웹은 황색 포도상 구균 및 클렙시엘라 뉴모니애 둘 다의 놀라울 정도로 높은 감소(24 시간 후), 예를 들어 모든 경우에 99.97 % 초과의 감소를 나타냈다. 대조적으로, 아연 화합물(또는 원소 아연)을 거의 또는 전혀 사용하지 않은 비교예 A 내지 E는 황색 포도상 구균의 경우 95 % 미만, 클렙시엘라 뉴모니애의 경우 98.9 % 미만, 대부분의 경우 80 % 미만의 감소를 나타냈다. As shown in Table 1a, webs comprising the disclosed amounts of zinc exhibit surprisingly high reductions (after 24 hours) of both Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae, eg greater than 99.97% in all cases. showed a decrease. In contrast, Comparative Examples A to E, which used little or no zinc compound (or elemental zinc), showed less than 95% of Staphylococcus aureus, less than 98.9% of Klebsiella pneumoniae, and less than 80% in most cases of Staphylococcus aureus. showed a decrease in

특히, 상기 웹은 비교예 A 내지 D에 비해 특히 우수한 클렙시엘라 뉴모니애의 감소, 예를 들어, 적어도 99.999 % 감소를 나타냈다(비교예 C의 경우 98.8 %, 비교예 A, B 및 비교예 D의 경우 50 % 미만). 중요하게는, 개시된 웹은 다른 금속, 예를 들어 비교예 E에서 구리보다 우수한 성능을 나타내었다(실시예 1 내지 6의 경우 99.999+ 대 비교예 E의 경우 단지 31.0 %).In particular, the web exhibited a particularly good reduction of Klebsiella pneumoniae compared to Comparative Examples A-D, eg at least a 99.999% reduction (98.8% for Comparative Example C, Comparative Examples A, B and Comparative Examples). less than 50% for D). Importantly, the disclosed webs performed better than other metals, such as copper in Comparative Example E (99.999+ for Examples 1-6 vs. only 31.0% for Comparative Example E).

로그 감소 수치는 효능의 척도로 산업에서 종종 사용되는데, 이는 감소 퍼센트의 상한에서의 구별(differentiation), 예를 들어 99.9 % 초과의 감소 퍼센트를 강조하기 때문이다.Log reduction numbers are often used in industry as a measure of efficacy because they emphasize differentiation at the upper limit of percent reduction, eg, percent reduction greater than 99.9%.

미생물 성장 측면에서, 로그 감소는 제품이 얼마나 효과적인지를 알려 준다. 로그 감소가 클수록 제품이 미생물 성장을 제어하는 데 더 효과적이다. 일부 경우에는, 제품 효능 시험 동안, 시험 시작시에 콜로니 형성 단위(CFU)의 수를 계수한다. 감소는 미리 결정된 시간(예: 24 시간)에 걸쳐 측정된다. 그런 다음, 대조군과 시험 제품 간의 차이의 결과가 로그 감소로 표시된다.In terms of microbial growth, the log reduction tells you how effective your product is. The greater the log reduction, the more effective the product is in controlling microbial growth. In some instances, during product efficacy testing, the number of colony forming units (CFU) is counted at the beginning of the test. The reduction is measured over a predetermined period of time (eg 24 hours). The result of the difference between control and test product is then presented as a log reduction.

표 1b에 나타낸 바와 같이, 클렙시엘라 뉴모니애의 경우, 개시된 웹은 대부분의 경우에 2를 훨씬 초과, 예를 들어 4.5 초과의 로그 감소를 나타냈다. 대조적으로, 항균제로서 구리 화합물을 사용한 비교예 E를 비롯한 비교예 A 내지 E는 로그 감소가 2 미만, 예를 들어 대부분의 경우 1.0 미만이었다.As shown in Table lb, for Klebsiella pneumoniae, the disclosed webs exhibited log reductions well above 2, for example greater than 4.5, in most cases. In contrast, Comparative Examples A-E, including Comparative Example E, which used a copper compound as the antimicrobial agent, had a log reduction of less than 2, eg less than 1.0 in most cases.

황색 포도상 구균의 성능도 예상 외로 좋았다. 상기 웹은 비교예 A 내지 D에 비해 99.98 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 보여주었다(비교예 E의 경우 단지 94.5 %, 비교예 A 내지 D의 경우 80 % 미만이다). 중요하게는, 개시된 웹은 다른 금속, 예를 들어 비교예 E의 구리에 비해 우수한 성능을 나타냈다(실시예 1 내지 6의 경우 99.98+ 대 비교예 E의 경우 단지 94.5 %).The performance of Staphylococcus aureus was also unexpectedly good. The web showed at least 99.98% Staphylococcus aureus reduction compared to Comparative Examples A-D (only 94.5% for Comparative E and less than 80% for Comparative Examples A-D). Importantly, the disclosed web exhibited superior performance compared to other metals, such as copper of Comparative Example E (99.98+ for Examples 1-6 vs. only 94.5% for Comparative Example E).

또한, 개시된 웹은 2를 훨씬 초과, 예를 들어 대부분의 경우에 3.5 초과의 로그 감소를 보여 주었다. 대조적으로, 항균제로서 구리 화합물을 사용한 비교예 E를 비롯한 비교예 A 내지 E는 로그 감소가 1.5 미만, 예를 들어 대부분의 경우 1.0 미만으로 나타났다.In addition, the disclosed webs show log reductions well above 2, eg greater than 3.5 in most cases. In contrast, Comparative Examples A-E, including Comparative Example E, which used a copper compound as the antimicrobial agent, showed a log reduction of less than 1.5, eg less than 1.0 in most cases.

이들 실시예 및 비교예는, (임의적으로는 개시된 양의) 개시된 아연 화합물 대 다른 항균제 및 대조 샘플의 임계성을 나타낸다.These examples and comparative examples show the criticality of the disclosed zinc compounds (optionally in disclosed amounts) versus other antimicrobial agents and control samples.

실시예 7 및 8 및 비교예 F 및 GExamples 7 and 8 and Comparative Examples F and G

부직 웹은, 마스터 배치로서 첨가된 산화 아연을 사용하여, 상기 기술된 공정을 사용하여 제조되었다. 여러 특정 샘플의 특성 및 성능 특징이 표 2a에 나와 있다.A nonwoven web was made using the process described above, using zinc oxide added as a master batch. The characteristics and performance characteristics of several specific samples are shown in Table 2a.

[표 2a][Table 2a]

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Figure 112021081668523-pct00005
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비교예 F 및 G는, 아연 화합물이 없을 것을 제외하고는 유사하게 제조되었다.Comparative Examples F and G were prepared similarly but without the zinc compound.

웹은 항균 효능에 대해 시험되었다(ISO20743-13:2013에 따름). 결과를 표 2b에 나타냈다.The web was tested for antibacterial efficacy (according to ISO20743-13:2013). The results are shown in Table 2b.

[표 2b][Table 2b]

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표 2b에 나타낸 바와 같이, 개시된 양의 아연을 포함하는 웹(실시예 7 및 9)은 황색 포도상 구균 및 클렙시엘라 뉴모니애 둘 다의 놀랍게도 높은 감소(24 시간 후), 예를 들어 모든 경우에서 99.990 % 초과의 감소를 나타냈다. 대조적으로, 아연 화합물(또는 아연 원소)을 사용하지 않은 비교예 F 및 G는 황색 포도상 구균의 경우 50 % 미만, 및 클렙시엘라 뉴모니애의 경우 99.99 % 미만의 감소를 나타냈다.As shown in Table 2b, webs comprising the disclosed amounts of zinc (Examples 7 and 9) exhibit surprisingly high reductions (after 24 hours) of both Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae, e.g. in all cases showed a reduction of more than 99.990% in In contrast, Comparative Examples F and G, which did not use a zinc compound (or elemental zinc), showed a reduction of less than 50% for Staphylococcus aureus and less than 99.99% for Klebsiella pneumoniae.

특히, 상기 웹은 비교예 F 및 G에 비해 특히 우수한 클렙시엘라 뉴모니애의 감소, 예를 들어 적어도 99.9999 %(비교예 F의 경우 단지 99.9802 %, 및 비교예 G의 경우 99.7467) 감소를 나타났다.In particular, the web showed a particularly good reduction of Klebsiella pneumoniae compared to Comparative Examples F and G, eg at least 99.9999% (only 99.9802% for Comparative Example F and 99.7467 for Comparative Example G) reduction. .

표 2b에 나타낸 바와 같이, 클렙시엘라 뉴모니애에 대해, 개시된 웹은 3.7을 훨씬 초과하는, 예컨대 4 초과 또는 5 초과의 로그 감소를 나타냈다. 대조적으로, 비교예 F 및 G는 4 미만의 로그 감소를 나타냈다.As shown in Table 2b, for Klebsiella pneumoniae, the disclosed webs exhibited log reductions well above 3.7, such as greater than 4 or greater than 5. In contrast, Comparative Examples F and G exhibited log reductions of less than 4.

황색 포도상 구균의 성능도 예상 외로 좋았다. 웹은 비교예 F 및 G에 비해 99.990 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 보여 주었다(비교예 F의 경우 단지 43.68 %, 및 비교예 G의 경우 25 % 미만).The performance of Staphylococcus aureus was also unexpectedly good. Web showed a Staphylococcus aureus reduction of over 99.990% compared to Comparative Examples F and G (only 43.68% for Comparative F and less than 25% for Comparative G).

또한, 개시된 웹은 3.5 초과, 예를 들어 4 초과의 로그 감소를 나타냈다. 대조적으로, 비교예 F 및 G는 1.5 미만, 예를 들어 대부분의 경우 1.0 미만의 로그 감소를 나타냈다.In addition, the disclosed web exhibited a log reduction greater than 3.5, for example greater than 4. In contrast, Comparative Examples F and G exhibit log reductions of less than 1.5, eg less than 1.0 in most cases.

실시예 1 내지 4 및 6 및 비교예 A 및 C(다이 압력 감소)Examples 1 to 4 and 6 and Comparative Examples A and C (die pressure reduction)

항균 이점에 더하여, 개시된 양의 아연의 사용은 예를 들어 다이 압력 감소 및/또는 RV 개선과 같은 공정 효율에 예기치 않게 기여하는 것으로 나타났다.In addition to antibacterial benefits, the use of zinc in the disclosed amounts has been shown to unexpectedly contribute to process efficiencies such as, for example, die pressure reduction and/or RV improvement.

실시예 1 내지 4 및 6 및 비교예 A 및 C의 전구체 폴리아미드 조성물을 전술한 바와 같이 웹에 용융 취입하였다. 사용된 다이 압력은 표 3에 나와 있다. 나머지 공정 매개 변수는 본질적으로 일정하게 유지되었으며, 샘플 A는 처리량이 약간 더 높았다.The precursor polyamide compositions of Examples 1 to 4 and 6 and Comparative Examples A and C were melt blown into webs as described above. The die pressures used are listed in Table 3. The rest of the process parameters were kept essentially constant, and sample A had a slightly higher throughput.

[표 3][Table 3]

Figure 112021081668523-pct00007
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도시된 바와 같이, 개시된 조성물의 사용은, (동일하거나 유사한 특성을 갖는 웹을 달성하기 위해) 다이 압력 및/또는 RV의 현저한 감소, 예를 들어 272 psig 미만을 허용했다. 다이 압력은, 섬유 형성 중단의 제거 또는 감소에 기여할 수 있다. 일부 경우에는, 272 psig보다 높은 다이 압력이 더 많은 섬유 형성 중단을 허용하는 것으로 밝혀졌고, 이는 여과 효율 및 발수 성능과 같은 많은 특성에 해로울 수 있다. 도시된 같이, 비교예 A 및 C는 더 높은 다이 압력(예: 272 psig 및 605 psig)에서 생산되었다. 따라서, 동일하거나 유사한 특징을 갖는 웹은 이러한 더 높은 다이 압력을 사용하여 달성된다. 그리고, 더 높은 다이 압력은 다른 결함(예: 섬유 중단)에 기여하는 것으로 알려져 있다. 아연 함량을 갖는 개시된 조성물을 사용하는 것은 공정이 더 높은 처리량에서 더 낮은 다이 압력을 달성할 수 있게 하여 공정의 생산 속도와 생산성을 증가시킨다.As shown, use of the disclosed composition allowed for a significant reduction in die pressure and/or RV, eg less than 272 psig (to achieve a web having the same or similar properties). Die pressure may contribute to the elimination or reduction of fiber formation disruptions. In some cases, die pressures higher than 272 psig have been found to allow more fiber formation disruptions, which can be detrimental to many properties such as filtration efficiency and water repellent performance. As shown, Comparative Examples A and C were produced at higher die pressures (eg, 272 psig and 605 psig). Thus, webs with the same or similar characteristics are achieved using these higher die pressures. And higher die pressures are known to contribute to other defects (eg fiber breaks). Using the disclosed compositions with zinc content allows the process to achieve lower die pressures at higher throughputs, increasing the production rate and productivity of the process.

실시예 10, 11 및 비교예 H 내지 M(다이 압력 감소)Examples 10, 11 and Comparative Examples H to M (die pressure reduction)

실시예 10 및 11 및 비교예 H 내지 M의 전구체 폴리아미드 조성물을 표 4에 나타낸 바와 같이 제조하였다. 실시예 10 및 11은, 아연 화합물로서 아연 스테아레이트를 사용하여 상기 기재된 공정을 사용하여 제조하였다. 비교예 H 내지 M은 유사하게 제조되었으나 아연 화합물이 없었다.Precursor polyamide compositions of Examples 10 and 11 and Comparative Examples H to M were prepared as shown in Table 4. Examples 10 and 11 were prepared using the process described above using zinc stearate as the zinc compound. Comparative Examples H-M were prepared similarly but without the zinc compound.

이러한 전구체 폴리아미드 조성물은 전술한 바와 같이 웹으로 용융 취입되었다. 사용된 다이 압력도 표 4에 나와 있다. 나머지 공정 매개 변수는 본질적으로 일정하게 유지되었다.This precursor polyamide composition was melt blown into a web as described above. The die pressures used are also shown in Table 4. The remaining process parameters were kept essentially constant.

[표 4][Table 4]

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Figure 112021081668523-pct00008

전술된 바와 같이, 개시된 제형의 사용은 (동일하거나 유사한 특성을 갖는 웹을 달성하기 위해) 다이 압력의 현저한 감소, 예를 들어 260 psig 미만을 허용했다. 비교예 H 내지 M은 보다 높은 다이 압력, 예를 들어 260 psig 이상, 대부분의 경우 350 psig보다 훨씬 초과하는 압력에서 제조되었다. 따라서 이러한 보다 높은 다이 압력을 사용하여 동일하거나 유사한 특성을 가진 웹을 달성했다.As noted above, use of the disclosed formulations allowed for a significant reduction in die pressure, eg less than 260 psig (to achieve a web having the same or similar properties). Comparative Examples H-M were prepared at higher die pressures, e.g., at least 260 psig and in most cases well above 350 psig. Therefore, webs with the same or similar properties were achieved using these higher die pressures.

양태mode

하기의 양태가 고려된다. 특징 및 양태의 모든 조합이 고려된다.The following aspects are contemplated. All combinations of features and aspects are contemplated.

양태 1: Aspect 1:

25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖는 부직 폴리아미드; 상기 폴리아미드 내에 분산된 2000ppm 미만의 아연; 및 2000ppm 미만의 인non-woven polyamides having an average fiber diameter of less than 25 microns; less than 2000 ppm zinc dispersed in the polyamide; and less than 2000 ppm phosphorus

을 포함하고, 이때 아연 대 인의 중량비는 적어도 1.3:1, 또는 0.64:1 미만인, 영구 항균 특성을 갖는 부직 폴리아미드 조성물.wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 1.3:1, or less than 0.64:1.

양태 2: 양태 1의 양태에서, 여기서 아연 대 인의 중량비는 적어도 2:1이다.Aspect 2: An aspect of aspect 1, wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 2:1.

양태 3: 양태 1 또는 2의 양태에서, 여기서 폴리아미드 조성물의 상대 점도는 10 내지 100, 예를 들어 20 내지 100 범위이다.Aspect 3: An aspect of aspect 1 or 2, wherein the relative viscosity of the polyamide composition ranges from 10 to 100, such as from 20 to 100.

양태 4: 양태 1-3 중 어느 하나의 양태에서, 여기서 폴리아미드 조성물은 500ppm 미만의 아연을 포함한다.Aspect 4: The aspect of any one of aspects 1-3, wherein the polyamide composition comprises less than 500 ppm zinc.

양태 5: 양태 1-4 중 어느 하나의 양태에서, 여기서 폴리아미드 조성물은 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함한다.Aspect 5: The aspect of any one of aspects 1-4, wherein the polyamide composition comprises a matting agent comprising at least a portion of said phosphorus.

양태 6: 양태 1-5 중 어느 하나의 양태에서, 폴리아미드 조성물은 인을 포함하지 않는다.Aspect 6: In an aspect of any one of aspects 1-5, the polyamide composition is free of phosphorus.

양태 7: 양태 1-6 중 어느 하나의 양태에서, 아연은 아연 옥사이드, 아연 아세테이트, 아연 암모늄 카보네이트, 아연 암모늄 아디페이트, 아연 스테아레이트, 아연 페닐 포스핀산, 아연 피리티온 및/또는 이들의 조합물을 포함하는 아연 화합물을 통해 제공된다.Aspect 7: The aspect of any one of aspects 1-6, wherein the zinc is zinc oxide, zinc acetate, zinc ammonium carbonate, zinc ammonium adipate, zinc stearate, zinc phenylphosphinic acid, zinc pyrithione, and/or combinations thereof. It is provided through a zinc compound containing.

양태 8: 양태 7의 양태에서, 아연 화합물은 아연 페닐 포스피네이트 및/또는 아연 페닐 포스포네이트가 아니다.Aspect 8: In an aspect of aspect 7, the zinc compound is not zinc phenyl phosphinate and/or zinc phenyl phosphonate.

양태 9: 양태 1-8 중 어느 하나의 양태에 있어서, 인은 인산, 벤젠 포스핀산, 벤젠 포스폰산, 차아인산 망간, 차아인산 나트륨, 인산 일 나트륨, 차아인산, 아인산 및/또는 이들의 조합물을 포함하는 인 화합물을 통해 제공된다.Aspect 9: The method of any one of Aspects 1-8, wherein the phosphorus is phosphorus acid, benzene phosphinic acid, benzene phosphonic acid, manganese hypophosphite, sodium hypophosphite, monosodium phosphate, hypophosphorous acid, phosphorous acid, and/or combinations thereof. It is provided through a phosphorus compound containing.

양태 10: 양태 1-9 중 어느 하나의 양태에 있어서, 폴리아미드 조성물은 500ppm 미만의 아연을 포함하고, 중합체 수지 조성물은 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함하고, 중합체는 수지 조성물은 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 초과의 황색 포도상 구균의 성장을 억제한다.Aspect 10: The embodiment of any one of Aspects 1-9, wherein the polyamide composition comprises less than 500 ppm zinc, the polymeric resin composition comprises a matting agent comprising at least a portion of said phosphorus, wherein the polymer comprises an ISO Inhibits the growth of Staphylococcus aureus by more than 90% as measured by 20743-13.

양태 11: 양태 1-10 중 어느 하나의 양태에 있어서, 폴리아미드는 나일론을 포함하고, 아연은 산화 아연 및/또는 아연 피리티온을 통해 제공되고, 폴리아미드 조성물의 상대 점도는 10 내지 100, 예컨대 20 내지 100의 범위이다.Aspect 11: The aspect of any one of aspects 1-10, wherein the polyamide comprises nylon, the zinc is provided via zinc oxide and/or zinc pyrithione, and the polyamide composition has a relative viscosity of 10 to 100, such as ranges from 20 to 100.

실시예 12: 양태 1-11 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 나일론-6,6을 포함하고, 여기서 아연은 산화 아연을 통해 제공되고, 아연 대 인의 중량비는 적어도 2:1이고, 폴리아미드 조성물은 ISO 20743-13에 의해 측정시 95 % 초과의 황색 포도상 구균의 성장을 억제한다.Example 12: The aspect of any one of aspects 1-11, wherein the polyamide comprises nylon-6,6, wherein the zinc is provided via zinc oxide, and the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 2:1; The polyamide composition inhibits the growth of Staphylococcus aureus by more than 95% as measured by ISO 20743-13.

양태 13: 양태 1-12 중 어느 하나의 양태에 있어서, 은, 주석, 구리 및 금, 및 이들의 합금, 산화물 및/또는 조합을 포함하는 하나 이상의 추가 항균제를 추가로 포함한다.Aspect 13: The aspect of any one of Aspects 1-12, further comprising one or more additional antimicrobial agents comprising silver, tin, copper and gold, and alloys, oxides and/or combinations thereof.

양태 14: 양태 1-13 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직의 융점이 225℃ 초과이다.Aspect 14: The aspect of any one of aspects 1-13, wherein the nonwoven has a melting point greater than 225°C.

양태 15: 양태 1-14 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드는 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사된다.Aspect 15: The aspect of any one of aspects 1-14, wherein the nonwoven polyamide is melt spun, spinbonded, electrospun, solution spun or centrifugally spun.

양태 16: 양태 1-15 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드의 평균 섬유 직경은 1000 나노미터 이하이다.Aspect 16: The aspect of any one of aspects 1-15, wherein the nonwoven polyamide has an average fiber diameter of 1000 nanometers or less.

양태 17: 양태 16의 양태에 있어서, 여기서 섬유의 20 % 이하가 700 나노미터 초과의 직경을 갖는다.Aspect 17: The aspect of aspect 16, wherein no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 700 nanometers.

양태 18: 양태 1-17 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 나일론 66 또는 나일론 6/66을 포함한다.Aspect 18: The aspect of any one of aspects 1-17, wherein the polyamide comprises nylon 66 or nylon 6/66.

양태 19: 양태 1-18 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드가 고온 나일론을 포함한다.Aspect 19: The aspect of any one of aspects 1-18, wherein the polyamide comprises a high temperature nylon.

양태 20: 양태 1-19 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, 및/또는 N12를 포함하고, 이때 "N"은 나일론을 의미한다.Aspect 20: The aspect of any one of aspects 1-19, wherein the polyamide is N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, and/or N12. Including, where "N" means nylon.

양태 21: 양태 1-20 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드는 600 CFM/ft2 미만의 공기 투과성 값을 갖는다.Aspect 21: The aspect of any one of aspects 1-20, wherein the nonwoven polyamide has an air permeability value of less than 600 CFM/ft 2 .

양태 22: 양태 1-21 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드는 200 GSM 이하의 평량을 갖는다.Aspect 22: The aspect of any one of aspects 1-21, wherein the nonwoven polyamide has a basis weight of 200 GSM or less.

양태 23: 25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖는 부직 폴리아미드; 중합체 내에 분산된 2000ppm 미만의 아연; 및 2000ppm 미만의 인을 포함하는 영구 항균 특성을 갖는 항균 섬유.Aspect 23: a nonwoven polyamide having an average fiber diameter of less than 25 microns; less than 2000 ppm zinc dispersed in the polymer; and less than 2000 ppm phosphorus.

양태 24: 양태 23의 양태에 있어서, 여기서 아연 대 인의 중량비는 적어도 1.3:1, 또는 0.64:1 미만이다.Aspect 24: The aspect of aspect 23, wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 1.3:1, or less than 0.64:1.

양태 25: 양태 23 또는 24 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 아연 대 인의 중량비는 적어도 2:1이다.Aspect 25: The aspect of any one of aspects 23 or 24, wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 2:1.

양태 26: 양태 23-25 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 섬유는 20 마이크론 미만의 평균 직경을 갖는다.Aspect 26: The aspect of any one of aspects 23-25, wherein the fibers have an average diameter of less than 20 microns.

양태 27: 양태 23-26 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 중합체는 2000ppm 미만의 아연을 포함한다.Aspect 27: The aspect of any one of aspects 23-26, wherein the polymer comprises less than 2000 ppm zinc.

양태 28: 양태 23-27 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 중합체는 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함한다.Aspect 28: The aspect of any one of aspects 23-27, wherein the polymer comprises a matting agent comprising at least a portion of said phosphorus.

양태 29: 양태 23-28 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 항균 섬유는 염료 욕 시험에 의해 측정시 70 % 초과의 아연 보유율을 갖는다.Aspect 29: The aspect of any one of Aspects 23-28, wherein the antimicrobial fiber has a zinc retention greater than 70% as measured by the Dye Bath Test.

양태 30: 양태 23-29 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 아연은 아연 옥사이드, 아연 아세테이트, 아연 암모늄 카보네이트, 아연 암모늄 아디페이트, 아연 스테아레이트, 아연 페닐 포스핀산, 아연 피리티온 및/또는 이들의 조합물이다.Embodiment 30: The embodiment of any one of embodiments 23-29, wherein the zinc is zinc oxide, zinc acetate, zinc ammonium carbonate, zinc ammonium adipate, zinc stearate, zinc phenyl phosphinic acid, zinc pyrithione and/or any of these it is a combination

양태 31: 양태 23-30 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 인은 인산, 벤젠 포스핀산, 벤젠 포스폰산, 차아인산 망간, 차아인산 나트륨, 인산 일 나트륨, 차아인산, 아인산, 및/또는 이들의 조합물을 포함하는 인 화합물이다.Embodiment 31: The embodiment of any one of embodiments 23-30, wherein the phosphorus is selected from phosphoric acid, benzene phosphinic acid, benzene phosphonic acid, manganese hypophosphite, sodium hypophosphite, monosodium phosphate, hypophosphorous acid, phosphorous acid, and/or any of these It is a phosphorus compound containing a combination.

양태 32: 양태 23-31 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 500ppm 미만의 아연을 포함하고, 중합체는 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함하고, 항균 섬유는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 초과의 황색 포도상 구균의 성장을 억제한다.Aspect 32: The aspect of any one of Aspects 23-31, wherein the polyamide comprises less than 500 ppm zinc, the polymer comprises a matting agent comprising at least a portion of said phosphorus, and the antimicrobial fiber complies with ISO 20743-13. inhibits the growth of Staphylococcus aureus by more than 90% as measured by

양태 33: 양태 23-32 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 나일론을 포함하고, 아연은 산화 아연 및/또는 아연 피리티온의 형태로 제공되고, 중합체 수지 조성물의 상대 점도는 10 내지 100, 예를 들어, 20 내지 100의 범위이고, 항균 섬유는 염료 욕 시험에 의해 측정시 80 % 초과의 아연 보유율을 갖고, 섬유는 18 마이크론 미만의 평균 직경을 갖는다.Aspect 33: The aspect of any one of aspects 23-32, wherein the polyamide comprises nylon, the zinc is provided in the form of zinc oxide and/or zinc pyrithione, and the polymeric resin composition has a relative viscosity of from 10 to 100 , eg, in the range of 20 to 100, the antimicrobial fibers have a zinc retention greater than 80% as measured by the dye bath test, and the fibers have an average diameter of less than 18 microns.

양태 34: 양태 23-33 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 나일론-6,6을 포함하고, 아연은 산화 아연의 형태로 제공되고, 아연 대 인의 중량비는 적어도 2:1이고, 항균 섬유는 ISO 20743-13에 의해 측정시 95 % 초과의 황색 포도상 구균의 성장을 억제하고, 항균 섬유는 염료 욕 시험에 의해 측정시 90 % 초과의 아연 보유율을 갖고, 항균 섬유는 평균 직경이 10 마이크론 미만이다.Embodiment 34: The embodiment of any one of embodiments 23-33, wherein the polyamide comprises nylon-6,6, the zinc is provided in the form of zinc oxide, the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 2:1, and the antibacterial The fibers inhibit the growth of Staphylococcus aureus by more than 95% as measured by ISO 20743-13, the antimicrobial fibers have a zinc retention greater than 90% as measured by the dye bath test, and the antimicrobial fibers have an average diameter of 10 microns is less than

양태 35: 양태 23-34 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 중합체는 은, 주석, 구리 및 금, 및 이들의 합금, 산화물 및/또는 조합을 포함하는 하나 이상의 추가 항균제를 추가로 포함한다.Aspect 35: The aspect of any one of Aspects 23-34, wherein the polymer further comprises one or more additional antimicrobial agents comprising silver, tin, copper and gold, and alloys, oxides and/or combinations thereof.

양태 36: 양태 23-35 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직의 융점은 225℃ 이상이다.Aspect 36: The aspect of any one of aspects 23-35, wherein the nonwoven has a melting point of at least 225°C.

양태 37: 양태 23-36 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드는 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사된다.Aspect 37: The aspect of any one of aspects 23-36, wherein the nonwoven polyamide is melt spun, spinbonded, electrospun, solution spun or centrifugally spun.

양태 38: 양태 23-37 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드의 평균 섬유 직경은 1000 나노미터 이하이다.Aspect 38: The aspect of any one of aspects 23-37, wherein the nonwoven polyamide has an average fiber diameter of 1000 nanometers or less.

양태 39: 양태 38의 양태에 있어서, 섬유의 20 % 이하가 700 나노미터 초과의 직경을 갖는다.Aspect 39: The aspect of aspect 38, wherein no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 700 nanometers.

양태 40: 양태 23-39 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드가 나일론 66 또는 나일론 6/66을 포함한다.Aspect 40: The aspect of any one of aspects 23-39, wherein the polyamide comprises nylon 66 or nylon 6/66.

양태 41: 양태 23-40 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 고온 나일론을 포함한다.Aspect 41: The aspect of any one of aspects 23-40, wherein the polyamide comprises high temperature nylon.

양태 42: 양태 23-41 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, 및/또는 N12를 포함하고, 이때 "N"은 나일론을 의미한다.Aspect 42: The aspect of any one of aspects 23-41, wherein the polyamide is N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, and/or N12. Including, where "N" means nylon.

양태 43: 양태 23-42 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드는 600 CFM/ft2 미만의 공기 투과성 값을 갖는다.Aspect 43: The aspect of any one of aspects 23-42, wherein the nonwoven polyamide has an air permeability value of less than 600 CFM/ft 2 .

양태 44: 양태 23-43 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드는 200 GSM 이하의 평량을 갖는다.Aspect 44: The aspect of any one of aspects 23-43, wherein the nonwoven polyamide has a basis weight of 200 GSM or less.

양태 45: 영구 항균 특성을 갖는 항균 부직 폴리아미드를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은, Embodiment 45: A method of making an antimicrobial nonwoven polyamide having permanent antibacterial properties, the method comprising:

폴리아미드를 형성하는 단량체 수용액을 제조하는 단계; 상기 단량체 수용액 내에 분산된 2000ppm 미만의 아연을 첨가하는 단계; 2000ppm 미만의 인 첨가하는 단계; 상기 수성 단량체 수용액을 중합하여 폴리아미드를 형성하는 단계; 상기 폴리아미드를 방사하여 항균 폴리아미드 섬유를 형성하는 단계; 및 상기 항균 폴리아미드 섬유를, 25 마이크론 미만의 섬유 직경을 갖는 항균 부직 폴리아미드로 형성하는 단계preparing an aqueous solution of monomers forming polyamide; adding less than 2000 ppm of zinc dispersed in the aqueous monomer solution; adding less than 2000 ppm of phosphorus; polymerizing the aqueous monomer solution to form a polyamide; spinning the polyamide to form antimicrobial polyamide fibers; and forming the antimicrobial polyamide fibers into an antimicrobial non-woven polyamide having a fiber diameter of less than 25 microns.

를 포함하고, 이때 아연 대 인의 중량비는 적어도 1.3:1, 또는 0.64:1 미만이다.wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 1.3:1, or less than 0.64:1.

양태 46: 양태 45에 있어서, 여기서 중합체는 2000ppm 미만의 아연을 포함한다.Embodiment 46: The method of embodiment 45, wherein the polymer comprises less than 2000 ppm zinc.

양태 47: 양태 45 또는 46 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 항균 섬유는 염료 욕 시험에 의해 측정시 70 % 초과의 아연 보유율을 갖는다.Aspect 47: The aspect of any one of aspects 45 or 46, wherein the antimicrobial fiber has a zinc retention greater than 70% as measured by the dye bath test.

양태 48: 양태 45-47 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 인을 첨가하는 단계는 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 첨가하는 것을 포함한다.Aspect 48: The aspect of any one of Aspects 45-47, wherein adding phosphorus comprises adding a matting agent comprising at least a portion of the phosphorus.

양태 49: 양태 45-48 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 다이를 통해 고속 가스 스트림으로 용융 취입함으로써 용융 방사된다.Aspect 49: The aspect of any one of aspects 45-48, wherein the polyamide is melt spun by meltblowing with a high velocity gas stream through a die.

양태 50: 양태 45-49 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는, 섬유-형성 채널을 통해 가압 가스로 폴리아미드 조성물을 액체 형태로 압출하는 것을 포함하는, 2-상 추진제-기체 방사에 의해 용융 방사된다.Aspect 50: The aspect of any one of aspects 45-49, wherein the polyamide is applied to two-phase propellant-gas spinning comprising extruding the polyamide composition in liquid form with a pressurized gas through a fiber-forming channel. melt-spun by

양태 51: 양태 45-50 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직은 무빙 벨트 상에 섬유를 수집함으로써 형성된다.Aspect 51: The aspect of any one of aspects 45-50, wherein the nonwoven is formed by collecting the fibers on a moving belt.

양태 52: 양태 45-51 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직에서의 폴리아미드의 상대 점도는, 부직을 방사 및 형성하기 전의 폴리아미드와 비교하여 감소된다.Aspect 52: The aspect of any one of aspects 45-51, wherein the relative viscosity of the polyamide in the nonwoven is reduced compared to the polyamide prior to spinning and forming the nonwoven.

양태 53: 양태 45-52 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직에서의 폴리아미드의 상대 점도는, 부직을 방사 및 형성하기 전의 폴리아미드와 비교하여 동일하거나 증가된다.Aspect 53: The aspect of any one of aspects 45-52, wherein the relative viscosity of the polyamide in the nonwoven is the same or increased compared to the polyamide prior to spinning and forming the nonwoven.

양태 54: 양태 45-53 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직은, 용융 방사되며 상기 부직으로 형성되는 나일론 66 폴리아미드를 포함하고, 이때 상기 부직은 적어도 20ppm의 TDI 및 적어도 1ppm의 ODI를 갖는다.Aspect 54: The aspect of any one of aspects 45-53, wherein the nonwoven comprises a nylon 66 polyamide melt spun and formed into the nonwoven, wherein the nonwoven has a TDI of at least 20 ppm and an ODI of at least 1 ppm. .

양태 55: 양태 45-54 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직은, 섬유로 용융 방사되며 상기 부직으로 형성되는 나일론 66 폴리아미드를 포함하고, 섬유의 20 % 이하는 25 마이크론 초과의 직경을 갖는다.Aspect 55: The aspect of any one of aspects 45-54, wherein the nonwoven comprises a nylon 66 polyamide melt spun into fibers and formed into the nonwoven, wherein no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 25 microns. .

양태 56: 양태 45-49 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사된다.Aspect 56: The aspect of any one of aspects 45-49, wherein the polyamide is melt spun, spinbonded, electrospun, solution spun or centrifugally spun.

양태 57: 부직 폴리아미드 섬유 내에 분산된 4000ppm 미만의 아연; 및 2000ppm 미만의 인을 포함하는 부직 폴리아미드 섬유를 포함하는, 항균 특성을 갖는 부직 폴리아미드 구조체로서, 이때 상기 섬유는 25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖고; 폴리아미드 구조체는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낸다.Aspect 57: less than 4000 ppm zinc dispersed in non-woven polyamide fibers; and less than 2000 ppm phosphorus, wherein the fibers have an average fiber diameter of less than 25 microns; The polyamide structure exhibits Staphylococcus aureus reduction of greater than 90% as measured by ISO 20743-13.

양태 58: 양태 57의 양태에서, 여기서 아연 대 인의 중량비는 적어도 1.3:1, 또는 0.64:1 미만이다.Aspect 58: The aspect of aspect 57, wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 1.3:1, or less than 0.64:1.

양태 59: 양태 57 또는 58의 양태에서, 여기서 폴리아미드 조성물의 상대 점도가 100 미만이다.Aspect 59: An aspect of aspect 57 or 58, wherein the polyamide composition has a relative viscosity of less than 100.

양태 60: 양태 57-59 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드 조성물은 3100ppm 미만의 아연을 포함하고, 폴리아미드 조성물은 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함하고, 폴리아미드는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낸다.Embodiment 60: The embodiment of any one of embodiments 57-59, wherein the polyamide composition comprises less than 3100 ppm zinc, the polyamide composition comprises a matting agent comprising at least a portion of said phosphorus, and wherein the polyamide complies with ISO 20743 -13 indicates a Staphylococcus aureus reduction of greater than 90% as measured by

양태 61: 양태 57-60 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드는 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사된다.Aspect 61: The aspect of any one of aspects 57-60, wherein the nonwoven polyamide is melt spun, spinbonded, electrospun, solution spun, or centrifugally spun.

양태 62: 양태 57-61 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 섬유의 20 % 이하는 700 나노미터 초과의 직경을 갖는다.Aspect 62: The aspect of any one of aspects 57-61, wherein no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 700 nanometers.

양태 63: 양태 57-62 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 나일론 66 또는 나일론 6/66을 포함한다.Aspect 63: The aspect of any one of aspects 57-62, wherein the polyamide comprises nylon 66 or nylon 6/66.

양태 64: 부직 폴리아미드 섬유 내에 분산된 4000ppm 미만의 아연; 및 2000ppm 미만의 인을 포함하는, 항균 특성을 갖는 항균 섬유로서, 이때 상기 섬유는 25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖고, 폴리아미드 구조체는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낸다.Aspect 64: less than 4000 ppm zinc dispersed in non-woven polyamide fibers; and less than 2000 ppm phosphorus, wherein the fiber has an average fiber diameter of less than 25 microns, wherein the polyamide structure has a Staphylococcus aureus reduction of at least 90% as measured by ISO 20743-13. indicates

양태 65: 양태 64의 양태에 있어서, 여기서 아연 대 인의 중량비는 적어도 1.3:1; 또는 0.64:1 미만이다.Aspect 65: The aspect of aspect 64, wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 1.3:1; or less than 0.64:1.

양태 66: 양태 64 또는 65의 양태에 있어서, 여기서 섬유는 20 마이크론 미만의 평균 직경을 갖는다.Aspect 66: The aspect of aspect 64 or 65, wherein the fibers have an average diameter of less than 20 microns.

양태 67: 양태 64-66 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드는 3100ppm 미만의 아연을 포함한다.Aspect 67: The aspect of any one of Aspects 64-66, wherein the nonwoven polyamide comprises less than 3100 ppm zinc.

양태 68: 양태 64-67 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 항균 섬유는 염료 욕 시험에 의해 측정시 70 % 초과의 아연 보유율을 갖는다.Aspect 68: The aspect of any one of aspects 64-67, wherein the antimicrobial fiber has a zinc retention greater than 70% as measured by the dye bath test.

양태 69: 양태 64-68 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드는 3200ppm 미만의 아연을 포함하고, 중합체는 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함하고, 항균 섬유는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타낸다.Aspect 69: The aspect of any one of Aspects 64-68, wherein the nonwoven polyamide comprises less than 3200 ppm zinc, the polymer comprises a matting agent comprising at least a portion of said phosphorus, and the antimicrobial fiber is ISO 20743-13 represents a Staphylococcus aureus reduction of greater than 90% as measured by

양태 70: 양태 64-69 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직 폴리아미드는 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사된다.Aspect 70: The aspect of any one of aspects 64-69, wherein the nonwoven polyamide is melt spun, spinbonded, electrospun, solution spun, or centrifugally spun.

양태 71: 양태 64-69 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 나일론 66 또는 나일론 6/66을 포함한다.Aspect 71: The aspect of any one of aspects 64-69, wherein the polyamide comprises nylon 66 or nylon 6/66.

양태 72: 영구 항균 특성을 갖는 항균 부직 폴리아미드 구조체를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은 Aspect 72: A method of making an antimicrobial nonwoven polyamide structure having permanent antibacterial properties, the method comprising:

단량체 수용액을 임의적으로 포함하는 전구체 폴리아미드를 제조하는 단계;preparing a precursor polyamide optionally comprising an aqueous monomer solution;

상기 전구체 폴리아미드 내부에 4000ppm 미만의 아연을 분산시키는 단계;dispersing less than 4000 ppm zinc within the precursor polyamide;

상기 전구체 폴리아미드 내부에 2000ppm 미만의 인을 분산시키는 단계;dispersing less than 2000 ppm phosphorus within the precursor polyamide;

상기 전구체 폴리아미드를 중합하여 폴리아미드 조성물을 형성하는 단계;polymerizing the precursor polyamide to form a polyamide composition;

상기 폴리아미드 조성물을 방사하여 항균 폴리아미드 섬유를 형성하는 단계; 및spinning the polyamide composition to form antimicrobial polyamide fibers; and

상기 항균 폴리아미드 섬유를, 25 마이크론 미만의 섬유 직경을 갖는 항균 부직 구조체로 형성하는 단계Forming the antimicrobial polyamide fibers into an antimicrobial nonwoven structure having a fiber diameter of less than 25 microns.

를 포함한다.includes

양태 73: 양태 72의 양태에 있어서, 여기서 항균 부직 폴리아미드는 염료 욕 시험에 의해 측정시 70 % 초과의 아연 보유율을 갖는다.Embodiment 73: The embodiment of embodiment 72, wherein the antimicrobial nonwoven polyamide has a zinc retention greater than 70% as measured by the dye bath test.

양태 74: 양태 72 또는 73의 양태에 있어서, 여기서 아연 대 인의 중량비는 적어도 1.3:1, 또는 0.64:1 미만이다.Aspect 74: The aspect of aspect 72 or 73, wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 1.3:1, or less than 0.64:1.

양태 75: 양태 72-74 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 다이를 통해 고속 가스 스트림으로 용융 취입함으로써 용융 방사된다.Aspect 75: The aspect of any one of aspects 72-74, wherein the polyamide is melt spun by meltblowing with a high velocity gas stream through a die.

양태 76: 양태 72-75 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 부직은, 섬유로 용융 방사되며 상기 부직으로 형성되는 나일론 66 폴리아미드를 포함하고, 섬유의 20 % 이하는 25 마이크론 초과의 직경을 갖는다.Aspect 76: The aspect of any one of aspects 72-75, wherein the nonwoven comprises a nylon 66 polyamide melt spun into fibers and formed into the nonwoven, wherein no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 25 microns. .

양태 77: 양태 72-76 중 어느 하나의 양태에 있어서, 여기서 폴리아미드는 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사된다.Aspect 77: The aspect of any one of aspects 72-76, wherein the polyamide is melt spun, spinbonded, electrospun, solution spun or centrifugally spun.

양태 78: 4000ppm 미만의 아연이 내에 분산된, 25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖는 부직 폴리아미드 섬유를 포함하는, 항균 특성을 갖는 부직 폴리아미드 구조체로서, 이때 폴리아미드 조성물은 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타내는, 부직 폴리아미드 구조체.Embodiment 78: A non-woven polyamide structure having antimicrobial properties, comprising non-woven polyamide fibers having an average fiber diameter of less than 25 microns, wherein less than 4000 ppm zinc is dispersed therein, wherein the polyamide composition is characterized by ISO 20743-13 A non-woven polyamide structure that, as measured, exhibits a Staphylococcus aureus reduction of greater than 90%.

양태 79: 항균 특성을 갖는 항균 부직 폴리아미드 구조체를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은Embodiment 79: A method of making an antimicrobial nonwoven polyamide structure having antimicrobial properties, the method comprising:

폴리아미드, 상기 폴리아미드 내에 분산된 4000ppm 미만의 아연, 및 상기 폴리아미드 내에 분산된 2000ppm 미만의 인을 포함하는 제형을 제조하는 단계;preparing a formulation comprising a polyamide, less than 4000 ppm zinc dispersed in the polyamide, and less than 2000 ppm phosphorus dispersed in the polyamide;

상기 제형을 방사하여, 25 마이크론 미만의 섬유 직경을 갖는 항균 폴리아미드 섬유를 형성하는 단계; 및 spinning the formulation to form antimicrobial polyamide fibers having a fiber diameter of less than 25 microns; and

상기 항균 폴리아미드 섬유를 항균 부직 폴리아미드 구조체로 형성하는 단계Forming the antimicrobial polyamide fibers into an antimicrobial non-woven polyamide structure

를 포함하고, 이때including, where

상기 섬유는 275 psig 미만의 다이 압력을 사용하여 방사된, 방법.wherein the fiber is spun using a die pressure of less than 275 psig.

본 발명이 상세하게 기술되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내의 수정은 당업자에게 쉽게 명백할 것이다. 배경기술 및 상세한 설명과 관련하여 상기에서 언급된, 전술한 논의, 관련 기술 지식 및 참고 문헌을 고려하여, 이들의 개시 내용은 모두 본원에 참고로 포함된다. 또한, 본 발명의 양태, 및 하기의 첨부된 청구 범위에 인용된 다양한 양태 및 다양한 특징의 일부는 전체적으로 또는 부분적으로 조합되거나 상호 교환될 수 있음을 이해해야 한다. 다양한 양태에 대한 전술된 기재에서, 또 다른 양태를 참조하는 이러한 양태는 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 다른 양태와 적절하게 조합될 수 있다.Although the invention has been described in detail, modifications within the spirit and scope of the invention will be readily apparent to those skilled in the art. In view of the foregoing discussion, pertinent technical knowledge, and references cited above in connection with background and detailed description, the disclosures of these are all hereby incorporated by reference. It is also to be understood that aspects of the invention, and some of the various aspects and various features recited in the appended claims below, may be combined or interchanged, in whole or in part. In the foregoing description of various aspects, those aspects with reference to another aspect may be appropriately combined with other aspects as will be understood by those skilled in the art.

Claims (23)

부직(nonwoven) 폴리아미드 섬유 내에 분산된 100ppb 내지 4000ppm의 아연; 및
0ppm 내지 2000ppm의 인
을 포함하는 부직 폴리아미드 섬유
를 포함하는, 항균(antimicrobial) 특성을 갖는 부직 폴리아미드 구조체로서,
상기 섬유는 25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖고;
상기 섬유의 20 % 이하가 2 마이크론 초과의 직경을 갖고;
상기 폴리아미드 구조체는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균(Staphylococcus Aureus) 감소를 나타내는, 부직 폴리아미드 구조체.
100 ppb to 4000 ppm zinc dispersed in nonwoven polyamide fibers; and
0 ppm to 2000 ppm phosphorus
Non-woven polyamide fibers containing
A non-woven polyamide structure having antimicrobial properties, including
the fibers have an average fiber diameter of less than 25 microns;
no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 2 microns;
The non-woven polyamide structure, wherein the polyamide structure exhibits a Staphylococcus Aureus reduction of 90% or more as measured by ISO 20743-13.
제 1 항에 있어서,
아연 대 인의 중량비가 적어도 1.3:1, 또는 0.64:1 미만인, 부직 폴리아미드 구조체.
According to claim 1,
A nonwoven polyamide structure having a weight ratio of zinc to phosphorus of at least 1.3:1, or less than 0.64:1.
제 1 항에 있어서,
폴리아미드 조성물의 상대 점도가 100 미만인, 부직 폴리아미드 구조체.
According to claim 1,
A nonwoven polyamide structure wherein the relative viscosity of the polyamide composition is less than 100.
제 1 항에 있어서,
폴리아미드 조성물이 100ppb 내지 3100ppm의 아연을 포함하고,
폴리아미드 조성물이, 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제(delusterant)를 포함하고,
상기 폴리아미드 구조체는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타내는, 부직 폴리아미드 구조체.
According to claim 1,
The polyamide composition comprises 100 ppb to 3100 ppm of zinc;
the polyamide composition comprises a delusterant comprising at least a portion of the phosphorus;
wherein the polyamide structure exhibits a Staphylococcus aureus reduction of at least 90% as measured by ISO 20743-13.
제 1 항에 있어서,
부직 폴리아미드가 용융 방사(melt spun), 방사 결합(spunbonded), 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사(centrifugally spun)되는, 부직 폴리아미드 구조체.
According to claim 1,
A non-woven polyamide structure wherein the non-woven polyamide is melt spun, spunbonded, electrospun, solution spun or centrifugally spun.
제 1 항에 있어서,
상기 섬유의 20 % 이하가 700 나노미터 초과의 직경을 갖는, 부직 폴리아미드 구조체.
According to claim 1,
wherein no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 700 nanometers.
제 1 항에 있어서,
상기 폴리아미드가 나일론 66 또는 나일론 6/66을 포함하는, 부직 폴리아미드 구조체.
According to claim 1,
A non-woven polyamide structure, wherein the polyamide comprises nylon 66 or nylon 6/66.
부직 폴리아미드 섬유 내에 분산된 100ppb 내지 4000ppm의 아연; 및
0ppm 내지 2000ppm의 인
을 포함하는, 항균 특성을 갖는 항균 섬유로서,
상기 섬유는 25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖고;
상기 섬유의 20 % 이하가 2 마이크론 초과의 직경을 갖고;
항균 섬유는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타내는, 항균 섬유.
100 ppb to 4000 ppm zinc dispersed in non-woven polyamide fibers; and
0 ppm to 2000 ppm phosphorus
As an antibacterial fiber having antibacterial properties,
the fibers have an average fiber diameter of less than 25 microns;
no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 2 microns;
An antimicrobial fiber that exhibits Staphylococcus aureus reduction of 90% or more as measured by ISO 20743-13.
제 8 항에 있어서,
아연 대 인의 중량비가 적어도 1.3:1, 또는 0.64:1 미만인, 항균 섬유.
According to claim 8,
wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 1.3:1, or less than 0.64:1.
제 8 항에 있어서,
상기 섬유가 20 마이크론 미만의 평균 직경을 갖는, 항균 섬유.
According to claim 8,
wherein the fibers have an average diameter of less than 20 microns.
제 8 항에 있어서,
상기 항균 섬유가 100ppb 내지 3100ppm의 아연을 포함하는, 항균 섬유.
According to claim 8,
Wherein the antimicrobial fiber comprises 100ppb to 3100ppm of zinc.
제 8 항에 있어서,
상기 항균 섬유가 염료 욕(bath) 시험에 의해 측정시 70 % 초과의 아연 보유율(retention)을 갖는, 항균 섬유.
According to claim 8,
wherein the antimicrobial fiber has a zinc retention greater than 70% as measured by a dye bath test.
제 8 항에 있어서,
상기 항균 섬유가 100ppb 내지 3200ppm의 아연을 포함하고,
상기 항균 섬유가, 상기 인의 적어도 일부를 포함하는 광택제거제를 포함하고,
상기 항균 섬유가 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타내는, 항균 섬유.
According to claim 8,
The antibacterial fiber contains 100 ppb to 3200 ppm of zinc,
The antibacterial fiber comprises a matting agent containing at least a portion of the phosphorus,
wherein the antimicrobial fiber exhibits a Staphylococcus aureus reduction of at least 90% as measured by ISO 20743-13.
제 8 항에 있어서,
상기 부직 폴리아미드가 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사되는, 항균 섬유.
According to claim 8,
wherein the nonwoven polyamide is melt spun, spunbond, electrospun, solution spun or centrifugally spun.
제 8 항에 있어서,
상기 폴리아미드가 나일론 66 또는 나일론 6/66을 포함하는, 항균 섬유.
According to claim 8,
wherein the polyamide comprises nylon 66 or nylon 6/66.
영구 항균 특성을 갖는 항균 부직 폴리아미드 구조체를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은
단량체 수용액을 임의적으로 포함하는 전구체 폴리아미드를 제조하는 단계;
상기 전구체 폴리아미드 내에 100ppb 내지 4000ppm의 아연을 분산시키는 단계;
상기 전구체 폴리아미드 내에 0ppm 내지 2000ppm의 인을 분산시키는 단계;
상기 전구체 폴리아미드를 중합하여 폴리아미드 조성물을 형성하는 단계;
상기 폴리아미드 조성물을 방사하여 항균 폴리아미드 섬유를 형성하는 단계; 및
상기 항균 폴리아미드 섬유를, 25 마이크론 미만의 섬유 직경을 갖는 항균 부직 구조체로 형성하는 단계
를 포함하되,
상기 섬유의 20 % 이하가 2 마이크론 초과의 직경을 갖는, 방법.
A method for producing an antimicrobial nonwoven polyamide structure having permanent antibacterial properties, the method comprising:
preparing a precursor polyamide optionally comprising an aqueous monomer solution;
dispersing 100 ppb to 4000 ppm of zinc in the precursor polyamide;
dispersing 0 ppm to 2000 ppm of phosphorus in the precursor polyamide;
polymerizing the precursor polyamide to form a polyamide composition;
spinning the polyamide composition to form antimicrobial polyamide fibers; and
Forming the antimicrobial polyamide fibers into an antimicrobial nonwoven structure having a fiber diameter of less than 25 microns.
Including,
wherein no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 2 microns.
제 16 항에 있어서,
상기 항균 부직 폴리아미드가 염료 욕 시험에 의해 측정시 70 % 초과의 아연 보유율을 갖는, 방법.
17. The method of claim 16,
wherein the antimicrobial nonwoven polyamide has a zinc retention greater than 70% as measured by the dye bath test.
제 16 항에 있어서,
아연 대 인의 중량비가 적어도 1.3:1 또는 0.64:1 미만인, 방법.
17. The method of claim 16,
wherein the weight ratio of zinc to phosphorus is at least 1.3:1 or less than 0.64:1.
제 16 항에 있어서,
상기 폴리아미드가, 다이를 통해 고속 가스 스트림(high velocity gaseous stream)으로 용융 취입함으로써 용융 방사되는, 방법.
17. The method of claim 16,
wherein the polyamide is melt spun by melt blowing through a die into a high velocity gaseous stream.
삭제delete 제 16 항에 있어서,
상기 폴리아미드가 용융 방사, 방사 결합, 전기 방사, 용액 방사 또는 원심 방사되는, 방법.
17. The method of claim 16,
wherein the polyamide is melt spun, spinbonded, electrospun, solution spun or centrifugally spun.
25 마이크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖는 부직 폴리아미드 섬유; 및
상기 부직 폴리아미드 섬유 내에 분산된 100ppb 내지 4000ppm의 아연
을 포함하는, 항균 특성을 갖는 부직 폴리아미드 구조체로서,
이때, 상기 섬유의 20 % 이하가 2 마이크론 초과의 직경을 갖고;
폴리아미드 구조체는 ISO 20743-13에 의해 측정시 90 % 이상의 황색 포도상 구균 감소를 나타내는, 부직 폴리아미드 구조체.
non-woven polyamide fibers having an average fiber diameter of less than 25 microns; and
100 ppb to 4000 ppm zinc dispersed in the non-woven polyamide fibers
As a non-woven polyamide structure having antibacterial properties, including,
wherein no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 2 microns;
A non-woven polyamide structure wherein the polyamide structure exhibits a Staphylococcus aureus reduction of at least 90% as measured by ISO 20743-13.
항균 특성을 갖는 항균 부직 폴리아미드 구조체를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은
폴리아미드, 상기 폴리아미드 내에 분산된 100ppb 내지 4000ppm의 아연, 및 상기 폴리아미드 내에 분산된 0 내지 2000ppm의 인을 포함하는 제형을 제조하는 단계;
상기 제형을 방사하여, 25 마이크론 미만의 섬유 직경을 갖는 항균 폴리아미드 섬유를 형성하는 단계로서, 이때, 상기 섬유의 20 % 이하가 2 마이크론 초과의 직경을 갖는, 단계; 및
상기 항균 폴리아미드 섬유를 항균 부직 폴리아미드 구조체로 형성하는 단계
를 포함하고, 이때
상기 섬유는 275 psig 미만의 다이 압력을 사용하여 방사된 것인, 방법.
A method for producing an antimicrobial nonwoven polyamide structure having antibacterial properties, the method comprising:
preparing a formulation comprising a polyamide, 100 ppb to 4000 ppm zinc dispersed in the polyamide, and 0 to 2000 ppm phosphorus dispersed in the polyamide;
spinning the formulation to form antimicrobial polyamide fibers having a fiber diameter of less than 25 microns, wherein no more than 20% of the fibers have a diameter greater than 2 microns; and
Forming the antimicrobial polyamide fibers into an antimicrobial non-woven polyamide structure
including, where
wherein the fiber is spun using a die pressure of less than 275 psig.
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